Животные и растения

Умение управлять лицом — одно из самых узких мест гуманоидной робототехники. Ход Липсон из Колумбийского университета предложил принципиально иной подход: пусть робот учится владеть своим лицом, как ребенок.

Можно ли найти замену силикатному песку, который используется для пескоструйной обработки ткани? Оказывается, да! Более того, исследователи приспособили к делу многотоннажный отход пищевой промышленности — ракушки съедобных моллюсков.

Встроенный в поисковые машины алгоритм следит за запросами клиентов, за переходами по ссылкам и так формирует виртуальный портрет пользователя. А далее выдает ему информацию, подходящую под этот портрет. И все бы ничего, если бы алгоритм не влез в систему образования. А, как показала работа психологов Огайского университета, он там присутствует.

Инженеры давно мечтают о миниатюрных роботах-инсектоидах, способных выполнять какие-то полезные для человека функции. Обычно в приоритете у разработчиков робопчела, которая должна заменить естественных опылителей. Пока таких робопчел нет, но работы над инсектоидами идут вовсю.

Дроны, то есть воздушные, наземные и водяные роботы, стали главным орудием войны. А что их ждет по ее окончании?

Специализированным роботам, которые быстро передвигаются на суше, воздухе и воде, не хватает универсальности и гибкости. Животные с гораздо меньшим трудом перемещающиеся по пересеченной местности. Швейцарские исследователи предложили принципиально нового робота, который подстраивает свою форму под сложный рельеф. Это гибкая и прочная конструкция с простой системой управления. Недорогой робот может менять свою форму от плоского шасси с четырьмя колесами до ажурной сферы, способной легко катиться и даже плавать. Его можно быстро и с минимальными издержками развернуть на незнакомой местности, даже на космических телах.

Важнейший компонент электронных устройств — кремниевые транзисторы. Из-за физических ограничений они не могут работать при электрическом напряжении ниже порогов в единицы и десятые доли вольта. На основе гетероперехода GaSb/InAs исследователи Массачусетского технологического института создали новый тип трехмерных транзисторов. Основаны они на эффекте квантового туннелирования электронов. Сверхтонкие приборы в виде стержней сечением всего в 6 нанометров могут резко переключаться, но все еще работают с малым током, что пока снижает их производительность. Сегодня это самые маленькие 3D-транзисторы в мире.

Разрешение оптических микроскопов ограничено длиной волны видимого света и составляет около половины микрометра. Однако современная наука и технологии требуют изучения все более мелкомасштабных явлений. Для этого обычно используют электронные микроскопы и микроскопы атомных сил. Одну из модификаций последних предложили немецкие ученые. Разработанный ими прибор предназначен для исследования магнитных структур на поверхности магнитных металлов с разрешением в десятки нанометров. В основе нового типа атомно-силового микроскопа лежит аномальный эффект Нернста. Преимущество новой методики состоит в том, что она позволит изучать хиральные антиферромагнитные материалы.

Надежная интернет-связь сегодня использует оптическое волокно, в котором сигналы переносит инфракрасное излучение. Оно представляет собой смесь миллионов элементарных частиц света. В противоположность этому квантовая передача информации использует одиночные фотоны. В ее основе лежит квантовая запутанность, при которой два фотона, независимо от расстояния между ними, оказываются связанными друг с другом. Ученые полагали, что в обычных оптических линиях интернета нельзя детектировать перенос запутанных фотонов на фоне массы других. Эти представления недавно поколебало новое исследование, которое успешно выдержало экспериментальную проверку.

Мир увлечен человекоподобными роботами, но наблюдать выражения их лиц человеку зачастую неприятно и тревожно. Группа японских исследователей создала новую технологию воспроизведения динамической мимики. Ученые применили давнюю и хорошо известную математикам идею Фурье о разложении любого сигнала на составляющие его волны. Волновые сигналы для «подкожных» электроприводов в разных зонах «лица» андроида непрерывно изменяют его форму. Ученые впервые представили математическую формулировку задачи и разработали способ автоматического синтеза сложных последовательностей команд. Метод позволяет избежать заметных скачков между мимическими выражениями.

Создать искусственный интеллект непросто. Его обучение требует затрат энергии, времени и вычислительных ресурсов. Кража модели ИИ наносит владельцам значительный ущерб, который может быть несопоставим даже с усилиями на ее создание, особенно если потеряны конфиденциальные данные, коммерческие или государственные секреты. Возможность воровства обесценивает производство электронных чипов для ИИ, так как устанавливаемая на них модель становится уязвимой для атак. Третьи лица могут изучить ее и выявить слабые места. Исследователи проверили уязвимость тензорного процессора Google Edge TPU к извлечению работающей на нем модели ИИ…

Медицинские микро- и нанороботы разрабатывают с начала века. Их потенциал для диагностики, целевой доставки лекарств, неинвазивной хирургии и детоксикации огромен. Но пока это только потенциал, поскольку роботов сложно точно перемещать в биологических жидкостях. Ученые разработали крошечные микросферы из биосовместимого диакрилата полиэтиленгликоля и изготовили эти микроструктуры методом двухфотонной полимеризации. В своих оболочках микророботы несут лекарственные препараты и магнитные наночастицы, которые перемещает внешнее магнитное поле. Биологи успешно протестировали роботов на мышах с опухолями мочевого пузыря.

Искусственные нейронные сети возникли после того, как ученые создали устройства, имитирующие алгоритмы действия нервных клеток. Одно из них — это лазер, гибко реагирующий на управляющие команды. Ученые разработали лазерный градиентный нейрон, который ступенчато обрабатывает поступающие сигналы и которым можно управлять с помощью радиочастотных импульсов. Он создан на базе квантовых точек и работает в миллиард раз быстрее живой нервной клетки. Опыты показали, что искусственный нейрон всего за одну секунду позволяет обработать 34,7 миллиона рукописных цифровых изображений или на основе данных о 100 миллионах сердечных сокращений выявить аритмию с точностью до 98,4%.

Биотехнологи не устают радовать публику совершенно неординарными подходами. На сей раз они сделали источник электричества из грибов.

Попытки использовать энергию человека для питания электричеством какие-то навешанные на него приборы, прежде всего медицинские, предпринимают нередко. Вот очередная. На сей раз она состоит в использовании человеческого тела для выработки электричества в прямом смысле слова: для работы генератора нужна соленая вода и кислород, а они оба есть в крови.

Автономные системы, беспилотники, самоуправляемые автомобили, роботы-доставщики в первую очередь нуждаются в совершенных видеокамерах. Группа южнокорейских исследователей воплотила принципы устройства кошачьего глаза в конструкцию новой видеокамеры с усовершенствованной линзой и датчиками света. Ученые также построили математическую модель своей оптической системы и оптимизировали ее. Камера способна при разном освещении видеть даже замаскированные объекты.