Интервью и репортажи

Тропические леса важны для поддержания состава атмосферы планеты и сохранения ее биоразнообразия. Немецкие ученые изучили оставленные луга и бывшие плантации какао в Северном Эквадоре, которые вновь зарастают лесом. Биологи решили проверить, можно ли использовать лесные звуки, чтобы с помощью искусственного интеллекта определять, из кого состоят сообщества птиц, амфибий и млекопитающих, а также вычислить степень зарастания территории. Сейчас ученые активно работают над совершенствованием своих алгоритмов и расширением количества данных для их обучения.

Оценка реагентов и продуктов химических реакций по внешнему виду — рутинная лабораторная практика. Ученые из Университета Хоккайдо разработали программу искусственного интеллекта, которая определяет состав смесей твердых веществ по одной фотографии. Ее обучали на нескольких сотнях фотографий смеси сахара и соли с разными пропорциями. Точность результата вдвое превзошла точность самого опытного химика. Программа успешно различала даже химически близкие вещества с минимальной разницей в атомном и молекулярном строении. Алгоритм будет полезен и в лабораториях, и на производствах — везде, где нужно быстро оценить качество и чистоту реагентов и продуктов реакций.

У исследователей из Университета Райса появилась идея смешать две формы нитрида бора, мягкий и твердый, сделать из смеси нанокомпозит и посмотреть, что получится. Оказалось, что тепловые и оптические свойства смешанного материала сильно отличаются от среднего значения двух разновидностей нитрида бора. Композит из этих двух, казалось бы, противоположных материалов превзошел их по разным функциональным возможностям.

Так ли уж углерод-нейтрально биотопливо? Так ли оно безвредно для окружающей среды? Немецкие ученые задались этим вопросом и пришли к очевидному выводу. Биотопливо в конечном итоге наносит климату больше вреда, чем пользы.

ChatGPT фирмы OpenAI приковывает к себе внимание не только обычных пользователей, но и академического сообщества. Недавно он стал предметом исследования ученых одного из американских университетов, которые решили проверить на креативность последнюю версию GPT-4. Они провели совместное тестирование чат-бота и студентов с помощью известного уже десятилетия теста творческого мышления Торренса. Исследователи анонимно оценили сгенерированные чатом ответы на вопросы вместе с ответами контрольной группы из 24 студентов. Затем ученые сравнили их с успехами 2,7 тысяч студентов колледжей США, прошедших точно такой же тест в 2016 году. При оценке выводов исследования стоит помнить, что итоги психологических тестов достаточно условны даже для человека.

Пространство, окружающее кровеносные сосуды головного мозга, необходимо для движения спинномозговой жидкости в его тканях. Эти водные растворы доставляет питательные вещества клеткам мозга и удаляют продукты распада. Междисциплинарная команда ученых предложила новый метод измерения скоростей потоков жидкости, чтобы точно и локально определять ее параметры. Ученые измеряли потоки в мозге мышей с помощью оптических методов, а к обработке результатов применили искусственный интеллект. Он то и выявил детальную трехмерную картину физических параметров течений на базе гораздо менее точных измерений. Исследователи считают, что их работа поможет развить новые методы лечения заболеваний мозга.

Задача создания нейроморфа, компьютера из искусственных элементов, который функционирует как человеческий мозг, остается вызовом будущего. Его элементами смогут служить резисторы с памятью, мемристоры. Вернее, их оптические аналоги. Им посвящен новый обзор инженеров Питтсбургского университета. Он дает исчерпывающее представление о прогрессе их применения в нарождающейся области фотонных интегральных схем, обсуждает эволюцию и перспективы применения, а также технологию изготовления оптических мемристоров, ее достоинства и проблемы, требующие решения.

Современные видеосенсоры движения состоят из многих элементов и потребляют немало энергии. Ими управляют сложные алгоритмы, которые кадр за кадром анализируют изображения. Свободную от этих недостатков технологию предложили финские инженеры Они создали новую методику, которая в конструкции единого сенсора совмещает получение изображения, память и обработку сигнала. Умный обучаемый датчик может выявлять движущиеся объекты и предсказывать их дальнейшее перемещение по одному кадру. В эксперименте с показом последовательности букв новый датчик в ста случаях из ста прочитывал слово по последней букве, чего обычный датчик не мог сделать в принципе.

Большинство технологий распознавания беззвучных команд, поданных движением губ человека, несовершенно из-за ограниченного набора мимических сообщений, которые может уяснить программа видеокамеры. Часть этих недостатков устраняет не требующий съемки способ американских исследователей. Они создали интеллектуальную систему, которая распознает до 31 беззвучной команды. Для обучения мимике владельца прибору достаточно всего нескольких минут, а его ИИ распознает сообщения в 95% случаев. Программное обеспечение легко установить на смартфон. Работа была представлена на гамбургской конференции, посвященной человеческому фактору в компьютерных системах.

ChatGPT фирмы OpenAI с разной степенью успеха может писать и переводить тексты, создавать программный код, искать, компоновать и рецензировать информацию. Как могут такие машины изменить процесс создания роботов? Этим вопросом задалась группа европейских инженеров. Они попытались получить ответ, заказав чат-боту разработку руки-робота для сбора томатов. В результате исследователи нашли сотрудничество с ChatGPT взаимно обогащающим и креативным. Они делают вывод, что их роль сместилась в сторону решения технических задач. Видимо, отдавая дань всеобщей моде, инженеры восхищаются такими результатами работы ИИ, которые обычны для подготовленных профессионалов.

Модульные роботы можно собирать в разнообразные трехмерные конфигурации. Новый робот, созданный швейцарскими инженерами, совмещает в себе свойства полигонов и роев. Он может принимать форму практически любого трехмерного объекта. Его собирают из элементов в форме равностороннего треугольника дециметровых размеров. Каждый представляет собой полноценного робота, способного соединяться с себе подобными. Из элементов легко получить многогранник любой формы в зависимости от рабочей среды и поставленных задач. Робот может менять свои функции, соединяться и разделяться, перемещать предметы, взаимодействовать с людьми и неживыми объектами. На первом этапе инженеры надеются использовать его для связи и внешнего ремонта космических аппаратов.

Успехи в создании носимых экзоскелетов дают возможность восстановить подвижность ног после различных заболеваний и травм. Методы управления этими конструкциями нацелены прежде всего на выполнение человеком естественных движений. Это не всегда удобно, так как электроника не оптимизирует баланс больного, поэтому он быстро устает и чувствует дискомфорт. Этот недостаток восполнила команда инженеров, которые создали универсальную систему управления экзоскелетом на базе искусственного интеллекта. Авторы работы применили так называемое глубокое подкрепляющее обучение. ИИ качественно улучшает ситуацию и при обучении больного пользованию экзоскелетом, и при последующем восстановлении навыков передвижения с его помощью.

При нервно-мышечных нарушениях снижается координация и сила рук, иногда развиваются спазмы. Больным помогают экзоскелеты с электроприводом, однако они, как правило, состоят из жестких элементов, что не позволяет гармонично распределять нагрузки на мышцы. Для реабилитации удобнее мягкий экзоскелет с сенсорами, который создали американские инженеры. Конструкция со сложными алгоритмами управления полностью оправдала себя. Эта роботизированная рука способна даже вернуть пианисту навыки игры после тяжелой травмы мозга. Рука также пригодится для работ, требующих ювелирной точности, а реабилитологи смогут создавать для нее персональные программы, так как экзоскелет знает разницу между правильным и неправильным движением.

Сто миллионов лет эволюции сделали мелких рачков образцом маневренности при скоростях, доступных существам их размеров. Рачки применяют технику так называемого метахронного плавания, распространенного у водных организмов. Его тайны разгадали исследователи Мексики и США. Для детального изучения они построили искусственного рачка, роботизированную платформу с приводами к ногам-плавникам, которую назвали плеоботом. Он выполнен из элементов, отпечатанных на 3D-принтере. Плеобот одновременно служит и инструментом исследований, и прототипом плавающего подводного робота. Ученые получили принципиально новые результаты. Вся документация проекта выложена в Интернет, чтобы желающие смогли познакомиться с метахронным плаванием.

Есть ли способ уменьшить аграрный поток антропогенной эмиссии? Сделать так, чтобы запасенные растениями углерод и азот не сразу же улетали в атмосферу? От этого будет двойная польза — и повышение урожайности за счет накопления в почве углерода с азотом, и снижение парникового эффекта. Именно эти задачи и призван решить биоуголь, продукт сжигания растительных остатков без доступа кислорода.

В состав волос входят два ценнейших вещества: белок кератин и высокомолекулярные пигменты со сложным составом — меланины. Оба эти природные вещества можно было бы использовать в медицине. Но для этого их надо извлечь из волос. Химические методы, конечно, есть, но они жесткие, использующие агрессивные вещества, которые ломают структуру меланина, да и кератина тоже. Теперь такой мягкий, неразрушающий метод извлечения появился.