Дайджест научпоп-новостей за неделю, о которых мы ничего не писали
Создатели суперкомпьютера Deep South обещают превзойти человеческий мозг более чем в 2 000 раз
Несмотря на постоянно развивающиеся технологии, человеческий мозг занимает первое место по вычислительной мощности. Это биологическое чудо работает по-другому и может похвастаться скоростью более 100 миллиардов операций в секунду. Чтобы восполнить этот пробел, учёные разработали нейроморфные вычисления, вдохновлённые строением мозга.
Суперкомпьютер Deep South, созданный австралийским Международным центром нейроморфных систем, должны запустить в апреле 2024 года. Этот суперкомпьютер сможет выполнять 228 триллионов операций в секунду, превосходя человеческий мозг более чем в 2 000 раз.
Хотя подробностей пока мало, эксперты предполагают, что Deep South имитирует работу всего человеческого тела, а не только мозга. В отличие от традиционной электроники, он объединяет хранение данных и работу, отражая эффективность работы мозга.
Гениальность человеческого мозга заключается в том, что миллиарды взаимосвязанных нервных клеток работают с минимальным потреблением энергии, обеспечивая триллионы взаимодействий. Deep South, хотя и впечатляет производительностью, требует больше места и энергии.
Однако технология, лежащая в его основе, многообещающая. Представьте себе недельное время автономной работы телефона или миниатюрные чипы суперкомпьютера для более компактных устройств. Помимо энергии, улучшенная обработка данных может произвести революцию в различных областях, от стабильных систем жизнеобеспечения в больницах до специализированных моделей искусственного интеллекта.
Новая оконная плёнка блокирует УФ-излучение, вызывающее нагрев, без ущерба для обзора
Инженеры-механики из Университета Нотр-Дам создали плёнку, которую можно прикреплять к окнам, чтобы она пропускала видимый свет, блокируя при этом ультрафиолетовое (УФ) и инфракрасное излучение, вызывающее нагрев. Новая технология может стать удобным компромиссом между солнечным светом, который необходим не только для видимости, но и для нашего душевного благополучия, и потреблением энергии в жилых и коммерческих помещениях, которое в некоторых регионах резко возрастает летом.
Большинство УФ-блокирующих плёнок лучше всего работают, когда свет попадает на плёнку под углом 90 градусов. Но это непрактично для оконных плёнок, которые получают свет от солнца под разными углами в течение дня. Чтобы обойти эту проблему, можно использовать любое количество прозрачных материалов в бесчисленных комбинациях — на разработку стратегии проб и ошибок могут уйти годы. Вместо этого исследователи из лаборатории Molecular/Nano-Scale Transport & Energy Research (MONSTER) в Нотр-Даме использовали модель машинного обучения с помощью квантовых вычислений, чтобы определить, какие элементы и соединения необходимы для блокирования только ультрафиолетового и инфракрасного света. Эта модель позволила команде экспериментировать с несколькими потенциальными конфигурациями в рамках симуляции волновой оптики.
В статье, опубликованной в журнале Cell Reports Physical Science, команда пишет, что их плёнка может способствовать годовой экономии энергии в размере 97,5 мегаджоулей на квадратный метр. Для дома площадью 140 м2 это может означать ежегодное сокращение энергии на 13 500 МДж — примерно треть от общего объёма энергии, потребляемой средним американским домом в год.
Причудливая «метажидкость» из Гарварда обладает программируемыми свойствами
На этом снимке видно, как взвешенные сферы меняют форму, что придаёт метажидкости программируемость
Инженеры Гарвардского университета создали новую необычную «метажидкость» — жидкость, которую можно запрограммировать на изменение свойств, таких как сжимаемость, прозрачность, вязкость и даже то, является ли она ньютоновской или нет.
Большинство материалов получают свои свойства — твёрдость, отражательная способность или цвет — от того, из чего они сделаны, но метаматериалы получают свои свойства от тщательно продуманных структур, состоящих из небольших компонентов. Форма, размер и расположение этих маленьких компонентов позволяют им манипулировать электромагнитными волнами, улучшая такие вещи, как звукоизоляция, генераторы электричества, или даже плащи-невидимки или ультразвуковые левитирующие поверхности.
В новом исследовании учёные из Гарвардской школы инженерных и прикладных наук (SEAS) решили применить этот принцип к жидкостям.
Метажидкость можно сделать непрозрачной и прозрачной по желанию
«В отличие от твёрдых метаматериалов, метажидкости обладают уникальной способностью течь и адаптироваться к форме своего сосуда», — говорит Катя Бертольди, старший автор исследования. «Нашей целью было создание метажидкости, которая не только обладала бы этими замечательными свойствами, но и обеспечивала бы платформу для программирования вязкости, сжимаемости и оптических свойств».
Красивая туманность, бурная история: столкновение звёзд решает звёздную загадку
Когда астрономы взглянули на звёздную пару в центре облака газа и пыли, их ждал сюрприз. Звёздные пары обычно очень похожи друг на друга, как близнецы, но в HD 148937 одна звезда выглядит моложе и, в отличие от другой, является магнитной. Новые данные Европейской южной обсерватории (ESO) свидетельствуют о том, что первоначально в системе было три звезды, пока две из них не столкнулись и не слились. Это бурное событие привело к образованию окружающего облака и навсегда изменило судьбу системы.
«Когда я читала справочную информацию, меня поразило, насколько особенной казалась эта система», — говорит Эбигейл Фрост, астроном из ESO в Чили и ведущий автор исследования, опубликованного сегодня в журнале Science. Система, HD 148937, расположена на расстоянии около 3800 световых лет от Земли в направлении созвездия Наугольника. Она состоит из двух звёзд, гораздо более массивных, чем Солнце, и окружена красивой туманностью — облаком газа и пыли. «Туманность, окружающая две массивные звезды, — большая редкость, и нам показалось, что в этой системе должно было произойти что-то крутое. Когда мы изучили данные, ощущение крутости только усилилось».
«После детального анализа мы смогли определить, что более массивная звезда выглядит намного моложе своего компаньона, что не имеет никакого смысла, ведь они должны были сформироваться одновременно!» говорит Фрост. Разница в возрасте — одна звезда, похоже, моложе другой по меньшей мере на 1,5 миллиона лет — говорит о том, что что-то должно было омолодить более массивную звезду».
Ещё одна часть головоломки — туманность вокруг звёзд, известная как NGC 6164/6165. Её возраст составляет 7500 лет, что в сотни раз моложе обеих звёзд. В туманности также обнаружено большое количество азота, углерода и кислорода. Это удивительно, так как обычно эти элементы ожидаешь найти глубоко внутри звезды, а не снаружи; всё выглядит так, как будто их освободило какое-то бурное событие.
Чтобы разгадать эту загадку, команда собрала данные за девять лет с приборов PIONIER и GRAVITY, установленных на интерферометре Очень большого телескопа (VLTI) ESO, расположенного в чилийской пустыне Атакама. Они также использовали архивные данные прибора FEROS, установленного в обсерватории Ла-Силла.
«Мы считаем, что изначально в этой системе было как минимум три звезды; две из них должны были находиться близко друг к другу в одной точке орбиты, в то время как другая звезда была гораздо дальше», — объясняет Хьюг Сана, профессор KU Leuven в Бельгии и главный исследователь наблюдений. «Две внутренние звезды бурно слились, образовав магнитную звезду и выбросив некоторое количество материала, что и привело к образованию туманности. Более удалённая звезда сформировала новую орбиту с новой слившейся, теперь уже магнитной звездой, создав двойную, которую мы видим сегодня в центре туманности».
Таинственная связь между кошками и шизофренией реальна, показало исследование
Согласно результатам недавнего исследования, наличие кошки в качестве домашнего животного может увеличить риск развития расстройств, связанных с шизофренией, в два раза.
Австралийские учёные провели анализ 17 исследований, опубликованных за последние 44 года, из 11 стран, включая США и Великобританию. «Мы обнаружили связь между владением кошкой и увеличением шансов развития расстройств, связанных с шизофренией», — объясняют психиатр Джон Макграт и его коллеги из Квинслендского центра исследований психического здоровья в своём исследовании, опубликованном в декабре прошлого года.
Идея о том, что владение кошками может быть связано с риском развития шизофрении, была выдвинута в исследовании 1995 года, а в качестве причины предполагалось воздействие паразита под названием Toxoplasma gondii. Однако на сегодняшний день исследования дают неоднозначные выводы.
Исследования показали, что общение с кошками в детстве может повысить вероятность развития шизофрении, однако не все исследования выявили такую связь.
Некоторые также связывают общение с кошками с более высокими баллами по шкалам, измеряющим черты, связанные с шизофренией — которая влияет на мысли, чувства и поведение человека — и психотическими переживаниями, но другие исследования не показывают такой связи.
Чтобы получить более чёткую картину, Макграт и его команда говорят, что необходим тщательный обзор и анализ всех исследований по этой тематике.
T. gondii — это в основном безвредный паразит, который может передаваться через недожаренное мясо или загрязнённую воду. Укус заражённой кошки или фекалии заражённой кошки также могут передавать T. gondii. По оценкам, около 40 миллионов человек в США могут быть инфицированы, обычно без каких-либо симптомов. Тем временем исследователи продолжают находить все новые странные последствия инфекции.
Попадая в организм, T. gondii может проникать в центральную нервную систему и влиять на нейротрансмиттеры. Этот паразит был связан с изменениями личности, появлением психотических симптомов и некоторыми неврологическими расстройствами, включая шизофрению.
