Нейронные сети мух-дрозофил способны решать распределенные вычислительные задачи намного эффективней, чем современные компьютеры.

Растущие нейронные сети личинок фруктовых мух, дрозофил, оказывается, могут решать задачи распределенных вычислений, постоянно перераспределяя сигналы от щетинок-сенсоров самым эффективным способом. Ученые, которые наблюдали за ростом этих щетинок и формированием нейронных сетей, утверждают, что, используя схожие методы, они могут рассчитать и создать новые высокоэффективные типы компьютеров и коммуникационных сетей. Это не первый раз, когда мы видим, что насекомые могут решать вычислительные задачи,к примеру, пчелы,но дрозофилы в настоящее время делают это лучше и быстрее других.

Известно, что распределенные вычисления реализуются на множестве отдельных процессоров, совместно работающих над одной задачей. Некоторые из этих процессоров являются главными, они сами не выполняют вычисления, а занимаются только диспетчеризацией, сбором и передачей информации и результатов от одного процессора к другому. Разбиение множества процессоров на группы и назначение для каждой группы своего процессора-диспетчера является одной из самой больших проблем в организации параллельных вычислений, но, миллионы клеток нервной системы мух делают это автоматически и эффективно, организовывая сеть таким образом, что количество клеток-диспетчеров стремиться к идеальному минимуму."Такая организация нейронной сети является лучшей организацией, чем все, что придумали люди. Это - очень простое и интуитивно понятное решение проблемы"-рассказывает Ноге Алон (Noga Alon), математику и программисту в Тель-авивском университете и Институте специальных исследований в Принстонском университете.

Щетины, покрывающие тело мухи-дрозофилы являются ее органами чувств и обоняния. Развиваясь, нервные клетки самоорганизуются в единую сеть, выбирая по количеству передаваемой информации, кому из них предстоит стать диспетчером. Используя явление флюоресценции и соответствующую краску, ученые смогли наблюдать процессы формирования сложнейших нейронных сетей, которые занимали всего три часа времени.

После этого был разработан алгоритм, основанный на методе самоорганизации нервных клеток, применение которых показало большую эффективность при организации вычислительных и коммуникационных сетей, не имеющих постоянного количества узлов и их положений. К таким сетям можно будет отнести сети датчиков экологического контроля, рои миниатюрных роботов и многое другое.

Источник

Японские ученые будут пытаться клонировать мамонта.

Группа японских ученых из университета Киото (Kyoto University) собирается возродить давно вымерших животных, мамонтов, замороженные тела которых до сих пор находят в северных районах. Этим летом японцы отправят экспедицию в Сибирь, где они будут искать подходящие образцы замороженных тканей мамонтов. Но в случае неудачных поисков они надеются, что смогут воспользоваться генетическим материалом мамонта, находящегося в подземной лаборатории Института мерзлотоведения СО РАН, г. Якутск, Россия.

Согласно заявлению ученых, все необходимые для начала клонирования приготовления сделаны. Предыдущие попытки клонирования мамонтов, имевшие место в истории, потерпели неудачу из-за того, что ядра клеток были сильно повреждены ледяными кристаллами вследствие длительной заморозки. Но в 2008 году японцы, применив метод рекомбинации ДНК, успешно клонировали мышь, находившуюся в замороженном состоянии 16 лет. Именно методы, использованные при клонировании мыши, позволяют японским ученым надеяться на успех клонирования мамонта.

Если ученым удастся получить неповрежденные или восстановленные ядра клеток мамонта, то эти ядра будут вставлены в яйцеклетку африканского слона из которой будетпредварительно удалено оригинальное ядро. После этого будут созданы условия, инициирующие начало деления яйцеклетки. Полученный эмбрион мамонта затем будет имплантирован в матку слонихи, которая выносит и родит молодого мамонтенка. Если все пройдет успешно, то новорожденный мамонтенок станет первым из его рода, кто ступитна поверхность планеты спустя 5000 лет после того, как это делали его сородичи.

Ученые прогнозируют, что в случае удачи надеяться на появление живого мамонта можно не раньше, чем через четыре года.

Источник

Индийские инженеры превратили старый паровоз в гигантский пылесос.

Показанный на снимке старый паровоз оснащен шлангом, несколько напоминающим хобот слона. Но это не разновидность локомотива, на самом деле котел этого паровоза превращен в гигантский пылесос, целью которого является уборка мусора, скапливающегося вдоль железнодорожного полотна где-то в Индии.

Этот паровоз-пылесос является детищем индийских инженеров-железнодорожников, у которых, по всей видимости не хватает финансов для покупки подобного современногоуборочного средства, какие вовсю используются для чистки туннелей метрополитена во всем мире. К тому же, хобот этого поезда направляется вручную, а шагать целый день по рельсам, направляя трубу пылесоса на груды мусора, занятие не из приятных. Но тут к месту вспомнить, что это Индия. Остается надеяться, что хобот нового Trash Train 2.0будет полностью автоматизированным.

По мере накопления мусора в баке он загружается в мешки и опять же, с помощью человеческой рабочей силы, загружается в автомобили, которые вывозят его к месту утилизации.

Источник

Земные грозы являются генератором антиматерии, выбрасываемой в космос.

Ученые НАСА, проведя ряд исследований, пришли к однозначному выводу, что грозовые разряды производят к появлению излучения, состоящего из античастиц, которое выбрасывается в околоземное космическое пространство. Источником античастиц являются короткие, сильные взрывы, происходящие во время зарождения грозового разряда. А результатами этих взрывов являются потоки позитронов и антипротонов, которые двигаются с большой скоростью по траектории, искривляемой магнитным полем Земли.

Несмотря на то, что сам факт появления античастиц уже является доказанным фактом, ученые еще не в состоянии объяснить, какие именно процессы, происходящие во времягрозовых разрядов, приводят к появлению античастиц. А доказать факт рождения антиматерии во время гроз им помог космический телескоп Fermi, который предназначается для исследований в области физики высоких энергии в самых удаленных уголках Вселенной. В 2009 году, анализируя данные с телескопа, ученые обнаружили явные следы аннигиляции позитронов, являющихся зеркальным отражением электрона. Во время одного из ураганов, сопровождавшегося частыми грозовыми разрядами, телескоп Fermi зарегистрировал 17 вспышек гамма-излучения, являющихся результатами процесса аннигиляции античастиц. Сопоставив данные телескопа с данными наблюдения на ураганом, ученые обнаружили точное совпадение времени вспышек гамма-лучей и сильных грозовых разрядов.

На недавней встрече Американского Астрономического Общества (American Astronomical Society) ученые поделились результатами совершенно новых наблюдений. Оказывается, что потоки позитронов, рожденные грозовыми разрядами, извергаются в космос почти со скоростью света. Затем, под воздействием магнитного поля Земли, их скорость замедляетсяи они возвращаются назад, осыпая Землю"дождем"аннигиляции, рождающей вспышки гамма-лучей. Несколько раз под такой"дождь"попал сам телескоп Fermi, при этом выход пучка антиматерии в космос был зарегистрирован по вспышкам гамма-излучения от аннигиляции с редкими частицами в космосе. Спустя 23 миллисекунды поток антиматерии вернулся как бумеранг назад и поразил сам телескоп, его датчики и аппаратуру. Конечно, в результате этого оборудованию телескопа был нанесен некоторый ущерб, но бесконечно малый, который совершенно не сказался на его работоспособности.

Результаты этих исследований приняты к публикации и будут опубликованы в журнале Geophysical Research Letters. А ученые собираются и дальше изучать явление возникновения антиматерии, так как известно, что не все штормы и грозовые разряды приводят к возникновению антиматерии.

Источник

Jetley Flyer -водяной реактивный ранец за 170 тысяч долларов.

Среди большинства людей вряд ли может найтись человек, который хотя бы раз в жизни не мечтал взлететь над землей и заложить несколько крутых виражей. Теперь, если ввашем кошельке случайно завалялись совершенно лишние 170 тысяч долларов, то вы с легкостью можете воплотить мечту о полете в жизнь. Именно в такую сумму обойдется приобретение Jetley Flyer реактивного ранца на водной тяге, продемонстрированного на выставке International Boat Show в Лондоне.

Вода под давлением, необходимым для создания подъемной силы, подается в ранец через гибкий шланг от помпы, располагающейся на плавучем средстве, несколько напоминающем обычную лодку. В действие эта помпа, качающая забортную воду, приводится с помощью двигателя внутреннего сгорания. Поэтому ни о какой там полной экологическойчистоте этой установки речь и не идет. Мощности водяных струй, извергаемых из двух сопел ранца Jetley Flyer, хватает для того, что бы подняться на высоту 30 метров или развить горизонтальную скорость до 35 км/ч.

А с тем, что может позволить сделать ранец Jetley Flyer в воздухе можно ознакомиться, просмотрев приведенный ниже видеоролик.

Источник

Российские ученые будут первыми, кто доберется до антарктического озера Восток в поисках новых форм жизни.

Антарктическое озеро Восток, которое более 14 миллионов лет было погребено под толщей антарктических льдов, впервые в истории будет потревожено. В скором времени бур, опущенный через скважину в поверхности, пройдет сквозь оставшийся слой льда и достигнет очень богатых кислородом вод этого озера. В полученных образцах воды озера Восток ученые собираются обнаружить ранее неизвестные формы жизни, которые приспособлены для существования в водной среде, очень богатой кислородом и азотом.

Секретариат Договора об Антарктике (Antarctic Treaty Secretariat), следящий за всеми научными исследованиями и экспериментами на территории Антарктиды, дал добро на продолжение бурения скважины к озеру Восток. К концу этого месяца экспедиция Aрктического и антарктического научно-исследовательского института (Arctic and Antarctic Research Institute, AARI) изСанкт-Петербурга должны завершить бурение и достичь вод озера Восток.

Высокое давление, под которым находится вода в озере Восток, должно выдавить воду на поверхность. Но этого не произойдет, вода, не дойдя до поверхности некоторое расстояние, попросту замерзнет, закупорив скважину. После этого следующая экспедиция, запланированная на следующий год, возьмет для анализа пробы этой самой древней на Земном шаре воды и выполнит ее тщательный анализ.

Первые попытки пробурить скважину к озеру Восток были остановлены в 1998 году по причине возможности загрязнения вод озера. Позже в 2003 году, российскими учеными быларазработана специальная технология бурения, исключающая попадание посторонних веществ в озеро Восток, после тщательной проверки Секретариат Договора об Антарктике дал добро на продолжение бурения, которое было возобновлено в 2005 году.

Вода в озере Восток имеет уровень кислорода в 50 раз превышающий уровень кислорода в водах других пресноводных озер. Если в такой воде присутствуют некие формы жизни, то им для того что бы выжить пришлось выработать специальные защитные механизмы и перестроить всю химию живого организма. Ученые считают, что очень схожие условия имеются в озерах спутников Юпитера, Энцелада и Европы.

Источник

Исследователи создали псевдо-палладий используя нанотехнологии, эту"современную алхимию".

Профессор из университета Киото Хироши Китэгава (Hiroshi Kitagawa) и его команда, используя последние достижения нанотехнологий, создали сплав родия и серебра, двух элементов, сплав которых невозможно получить обычными методами. В результате этого был получен сплав, обладающий физическими и химическими свойствами, очень приближенными к свойствам палладия, который является основой для создания автомобильных катализаторов и используется при производстве компьютеров, мобильных телефонов, стоматологических препаратов и инструментов. Так же еще одним перспективным применением палладия является его использование в топливных элементах, чистом источнике возобновляемой энергии, которая получается из водорода или органического топлива.

Как и другие благородные металлы, такие как серебро, золото и платина, палладий весьма дорог, его месторождения в основном ограничены существующими залежами в Южной Африке и России. Именно поэтому Министерство промышленности Японии финансирует подобные исследования, которые нацелены на уменьшение зависимости Японии от зарубежных поставщиков редких и редкоземельных металлов, основной объем производства которых принадлежит в настоящее время Китаю.

Для производства нового сплава родия и серебра ученые использовали нанотехнологические приемы, распылив родий и серебро до уровня наночастиц. Равномерная смесь этих наночастиц затем подверглась нагреванию в среде спирта, что привело к получению равномерного на атомарном уровне сплава. Хироши Китэгава рассказал, что, используя подобную технологию, им удалось получить еще ряд экзотических сплавов, обладающих уникальными свойствами, которые ранее получить было невозможно. Сейчас идетпроцесс более тщательного изучения всех свойств вновь полученных сплавов различных металлов, что позволит определить их возможные области применения в различныхобластях промышленности.

Источник

Компания .MGX открывает первый в мире магазин, торгующий вещами, изготовленными с помощью 3D-принтеров.

Компания .MGX, являющаяся дочерней компанией и торговой маркой компании Materialise, занимающейся изготовлением мебели и осветительных приборов с помощью технологии трехмерной печати, открыла первый в мире магазин, продающий товары, изготовленные трехмерной печатью. Головной магазин находится в престижном районе Саблон (Sablon) города Брюссель.

Посетив этот магазин, покупатели могут осмотреть образцы мебели, всевозможные светильники, лампы и другие предметы, изготовленные с помощью трехмерной печати. Следует отметить, что сложность изделий, их красота и необычность просто поражают, ведь использование трехмерной печати позволяет реализовать самые замысловатые формы, изготовление которых просто невозможно с технологической точки зрения обычными методами литья и штамповки.

В недалеком будущем в этом магазине будут демонстрироваться не только готовые изделия, а и эскизы будущих проектов, разработанные дизайнерами и проектировщиками компании .MGX. Так же компания планирует открыть несколько таких магазинов, торгующих продукцией трехмерных принтеров, по всему миру, первым на очереди стоит Нью-Йорк.

Источник

Новый радиационный спектрометр позволит быстро определить тип и уровень радиационного загрязнения.

Радиационное загрязнение - это один из самых опасных видов загрязнения для человека. Благодаря таким масштабным авариям, как Чернобыльская катастрофа, всем известно, к чему может привести загрязнение окружающей среды радионуклидами и другими радиоактивными веществами. И, естественно, что для успешной очистки и борьбы с последствиями радиационного загрязнения необходимо знать не только тип радиоактивного излучения, но и количество, вид радиоактивных веществ, выброшенных в окружающуюсреду. Такой анализ ранее, да и сейчас, выполняется с использованием нескольких типов датчиков, регистрирующих различные виды излучения, а типы и количество радионуклидов определяются химическими лабораторными методами, которые не всегда дают точные результаты и длятся достаточно долгое время.

Инженеры из Университета штата Орегон (Oregon State University) разработали принципиально новый тип радиационного детектора, который поможет максимально сократить время реакции на возникновение радиационного загрязнения, вызванного авариями или утечками на ядерных электростанциях, применения террористами"грязных"бомб или, даже, после падения из космоса старых искусственных спутников, имеющих на своем борту остатки отработанного ядерного топлива.

Новый детектор, радиационный спектрометр, может быстро и точно определить тип и количество радионуклидов, таких как цезий-137 или стронций-90, присутствующих в образцах зараженных материалов и почвы. Помимо этого, с помощью нового прибора можно одновременно определить уровни бета-, альфа- и гамма-излучения, что так же необходимодля определения уровня загрязнения и потенциальной опасности. С использованием нового радиационного спектрометра время полного анализа составляет не более 15 минут, что является совсем малым временем по сравнению с 6-8 часами, требующимися для выполнения такого же анализа традиционными методами.

В настоящее время исследователи из Университета штата Орегон работают совместно со специалистами техасской компании Ludlum Instruments над производством первых опытных образцов коммерческих вариантов новых радиационных спектрометров. А по завершению этих работ будут произведены поиски партнера, обладающего всеми необходимыми патентами, который сможет наладить промышленный выпуск этих устройств.

Источник

Новый техпроцесс изготовления стеклянных матриц микролинз приближает массовое появление пикопроекторов в мобильных устройствах.

Когда дело касается изготовления пикопроекторов инженеры-конструкторы вынуждены идти на своего рода компромисс. Обычные стеклянные линзы, размещенные одна позади другой, являются длинной и тяжелой конструкцией, более легкой и компактной альтернативой которой является матрица из микроскопических линз, размещенных на плоской поверхности. Однако, из-за множества технических трудностей такие матрицы изготавливают из специальных полимерных материалов, которые, как известно, подверженыэффекту старения, как оптического, так и механического. Через какое-то время оптические свойства любого пластика сходят на нет, а его форма, вследствие аморфности материала, меняется. В результате такие линзы, и устройства их использующие, теряют качество работы, а порой, и работоспособность полностью. Исследователи из института Фраунгофера (Fraunhofer Institute for Machine Tools and Forming Technology) в Германии, решили эту проблему, разработав технологию горячей формовки матриц микролинз из стекла методом горячей формовки.

В процессе формовки используются матрицы, изготовленные из весьма прочного материала, карбида вольфрама, путем сверхточной гравировки. Принимая во внимание то, что материал формовочной матрицы и стекло имеют различные коэффициенты теплового расширения, гравировка формы матрицы осуществляется с учетом компенсации теплового расширения. Другими словами, форма внутренней полости матрицы немного отличается от формы конечного изделия.

Затем в вакуумной камере при температуре от 600 до 900 градусов Цельсия, половинки формы прижимаются друг к другу, формуя слой стекла, зажатого между ними."Главная проблема состоит в том, что бы выдержать стеклянный материал при температуре, когда он уже является достаточно пластичным, но еще не переходит в жидкое состояние"-объясняет Ян Эделман (Jan Edelmann), один из исследователей проекта. -"Только так можно гарантировать, что конечные изделия будут находиться в пределах допустимой погрешности, в пределах нескольких микрометров".Но самым сложным этапом является заключительный этап, при котором горячая готовая матрица микролинз должна быть извлечена из формы, прежде чем начнется ее охлаждение до нормальной температуры. В противном случае ее форма будет искажена из-за разности коэффициентов теплового расширения.

Используя эту технологию, команда из института Фраунгофера уже изготовила опытные образцы матриц микролинз из оптического стекла с высоким коэффициентом преломления света. Погрешность формы и местоположения каждой из 1700 микроскопических линз на этой матрице не превышала 20 микрометров, что на сегодняшний день является самым наилучшим показателем. Разработчики технологии считают, что реализовать эту технологию в промышленных масштабах и начать серийный выпуск стеклянных матриц микролинз для пикопроекторов можно хоть завтра с имеющимся уровнем современных технологий. Цена такой стеклянной матрицы микролинз будет составлять всего одну десятую часть от цены пластиковой матрицы, а это означает, что в ближайшем будущем на рынке появятся доступные мобильные устройства, оснащенные собственным проектором.

Источник

Флейта, изготовленная с помощью 3D-принтера, звучит не хуже обычного инструмента.

Эмит Зоран (Amit Zoran), исследователь из лаборатории Media Lab Массачусетского технологического института, тот самый человек, предложивший в начале прошлого годаидею пищевого трехмерного принтера,изготовил, опять же с помощью трехмерного принтера, полнофункциональную флейту. Конечно, в процессе изготовления этого музыкального инструмента не обошлось и безвыполнения ручных операций, но человеческое вмешательство все равно было сведено к минимуму.

Для изготовления флейты использовался трехмерный принтер Objet Connex500, который может печатать объекты сразу несколькими различными материалами. Под управлением CAD-программы этот принтер в течение 15 часов, слой за слоем, печатал элементы будущего музыкального инструмента. По завершению печати человеку осталось только снять материал с подложки, соединить все детали и склеить четыре части инструмента в единое целое.

А посмотреть весь процесс изготовления музыкального инструмента с помощью трехмерного принтера и послушать, как звучит эта флейта, можно на представленном ниже видеоролике.

Источник