InGenium
1.27K subscribers
96 photos
9 videos
670 links
Канал посвящён, главным образом, популяризации прикладных и технических наук, но не ограничивается ими! Здесь Вы найдёте новости науки, техники и технологий и другие интересные посты.

Поддержать проект
https://boosty.to/ingenium
Download Telegram
Оптический логический вентиль из графена

Исследования в области сетевых вычислений с использованием искусственного интеллекта (ИИ) продолжают привлекать внимание ученых и инженеров по всему миру. В последние годы был достигнут значительный прогресс, но ограничения логических элементов в обычных компьютерных чипах по-прежнему сдерживают развитие этой области. Однако, новое исследование, проведенное группой под руководством Айджина Чжу из Университета электронных технологий Гуйлиня в Китае, представляет обещающую перспективу.

Оптический логический вентиль на основе графена, разработанный этой командой, может решить многие из проблем, с которыми сталкиваются сетевые вычисления. Этот новый дизайн может привести к созданию компьютерных чипов нового поколения, которые потребляют меньше энергии, обеспечивая при этом более высокую скорость и эффективность вычислений. Это открывает двери для использования ИИ в компьютерных сетях для автоматизации задач и улучшения процесса принятия решений, что в свою очередь приведет к повышению производительности, безопасности и функциональности.

Одно из главных преимуществ оптических микрочипов заключается в том, что они используют свет вместо электрического тока для обмена сигналами. Однако существующие конструкции имеют свои недостатки, такие как громоздкость, нестабильность и уязвимость к потере информации. В статье команда Чжу представила альтернативу, основанную на графене, которая может решить эти проблемы.

Их дизайн включает графеновые наноленты Y-образной формы, прикрепленные поверх слоя изоляции. Эта конструкция идеальна для размещения плазмонных волн - коллективных колебаний электронов, возникающих на границе раздела графена и изолирующей среды. Плазмонные волны могут быть запущены световыми волнами во входящих оптических сигналах и генерировать исходящие сигналы после обработки информации логическим вентилем. Благодаря тому, что длины волн поверхностных плазмонов короче, чем у оптических световых волн, исследователи показывают, что их установка может стать гораздо более компактной по сравнению с предыдущими конструкциями оптических логических вентилей.

Оптический логический вентиль на основе графена также может быть включен и выключен с помощью внешнего напряжения, которое управляет уровнями энергии электронов в графене. Это предоставляет дополнительную гибкость и контроль над функционированием устройства.

В целом, исследование команды Чжу представляет обнадеживающий прогресс в области оптических вычислений и сетевых вычислений с использованием ИИ. Этот новый дизайн на основе графена может привести к разработке более эффективных и мощных компьютерных чипов, которые будут играть важную роль в развитии ИИ и автоматизации задач в будущем.

Источник:
Айджун Чжу и др., Сверхкомпактный и высокостабильный оптический численный компаратор на основе графеновых нанолент Y-образной формы (Aijun Zhu et al, An ultra-compact and highly stable optical numerical comparator based on Y-shaped graphene nanoribbons), The European Physical Journal D (2023). DOI: 10.1140/epjd/s10053-023-00748-9

=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍3
Прогресс в области нейтронной защиты достигнут!

Исследовательская группа под руководством профессора Сун-Ён Квона из Высшей школы полупроводниковых материалов и приборостроения и факультета материаловедения и инженерии UNIST разработала инновационную нейтронную защитную пленку, которая обладает потенциалом революционизировать индустрию нейтронной защиты.

Эта защитная пленка, названная MXene-Carbide, предлагает экономически эффективное решение, применимое к широкому спектру поверхностей материалов. Она не только легкая и гибкая, но также может быть легко нанесена на различные поверхности, подобно процессу рисования.

Нейтроны, которые играют важную роль в ядерной энергетике, медицинском оборудовании и аэрокосмической промышленности, могут представлять опасность при утечке. Взаимодействие нейтронов с другими атомами может вызывать неожиданные явления в электронных устройствах и организмах.

Исследовательская группа разработала метод синтеза MXenes, двумерного наноматериала, и родительских фаз MAX. Они также разработали способ разделения карбида бора на мелкие кусочки, которые способны поглощать нейтроны, и поместили их между верхнечелюстными слоями.

В результате этого прорыва была создана гибкая и легкая пленка большой площади. Кроме того, исследователи разработали технику окраски, которая позволяет наносить разработанную смесь на различные поверхности.

Соавтор исследования, Джу Хён Хан, отметил, что контролируя свойства MXene и карбида бора, они смогли улучшить стабильность раствора смеси двух материалов. В результате был создан легкий и гибкий щит с использованием стабилизированной смеси MXene-бора.

Этот прорыв в области нейтронной защиты представляет собой значительный шаг вперед в обеспечении безопасности в ядерной энергетике, медицинском оборудовании и аэрокосмической промышленности. Благодаря этой инновационной защитной пленке, наши возможности по защите от нейтронов значительно расширяются, открывая новые горизонты для применения этой технологии в различных отраслях.

Источник:
Джу-Хёнг Хан и др., Прочные двумерные многослойные гибридные пленки MXene-матрица-карбид бора для защиты от нейтронного излучения (Ju-Hyoung Han et al, Robust 2D layered MXene matrix–boron carbide hybrid films for neutron radiation shielding), Nature Communications (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-42670-z

=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍2
Прогресс в разработке микросенсоров

Исследователи из Бингемтонского университета и Северо-Восточного университета провели интересное исследование, которое может привести к улучшению крошечных датчиков, используемых в различных устройствах, включая мобильные телефоны, умные часы и биомедицинские устройства. Их работа была опубликована в журнале Small и представляет новую конструкцию микроэлектромеханических систем (МЭМС), которые являются микроскопическими устройствами с движущимися частями, изготавливаемыми с использованием технологий электроники.

Профессор Шахрзад "Шерри" Тауфигян, преподаватель факультета машиностроения Колледжа инженерии и прикладных наук Томаса Дж. Уотсона, вместе с доктором философии Мохаммадом Мусави и Мохаммадом Альзгулом, студентами Беньямина Даваджи, доцента Северо-Восточного университета, работали над этим проектом. За последние годы они разработали устройства площадью 1 квадратный миллиметр, использующие трибоэлектричество, чтобы собирать энергию от трения между двумя микроповерхностями и выдавать сигнал при получении удара.

В текущем исследовании они создали акселерометр МЭМС, который изначально был плоским с четырьмя пружинами по бокам. Это устройство можно представить как подвешенную пластину, которая будет двигаться относительно другой пластины, если ее основание поместить на что-то движущееся. Трение между верхней и нижней пластинами преобразуется в заряды на поверхностях, что позволяет акселерометру работать автономно.

Однако одна партия МЭМС, изготовленная с использованием передовых технологий микропроизводства в наномасштабном комплексе Корнеллского университета, оказалась неправильной. Вместо плоских поверхностей, эти устройства имели куполообразную форму и две сломанные пружины. Это привело к недостаточной производительности и ненадежности.

Исследователи продолжают работать над улучшением производительности и надежности устройств МЭМС. Их целью является создание более эффективных и точных датчиков, которые могут быть использованы в широком спектре приложений, включая мобильные устройства, биомедицинские технологии и другие повседневные устройства. Эти улучшения могут привести к более точному измерению ускорения, вибрации и других параметров, что в свою очередь поможет улучшить функциональность и эффективность многих устройств, с которыми мы взаимодействуем ежедневно.

Источник:
Мохаммад Мусави и др., Событийно-управляемые MEMS-датчики движения с высоким соотношением сигнал/шум (Mohammad Mousavi et al, High Signal‐to‐Noise Ratio Event‐Driven MEMS Motion Sensing), Small (2023). DOI: 10.1002/sml.202304591

=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍3
Новый инструмент моделирования обработки зубчатых колес

Зубчатые передачи являются неотъемлемыми компонентами многих инженерных систем, от автомобилей до робототехники. Они играют важную роль в обеспечении передачи механической энергии и движения между различными частями машин. Обычно, для изготовления зубчатых колес применяется механическая обработка, которая является наиболее распространенным методом в промышленности.

Однако, процесс зубонарезания требует тщательной настройки различных параметров, таких как скорость резания и толщина удаления материала за проход. Для достижения оптимальных результатов, операторы и инженеры часто полагаются на метод проб и ошибок или свой предыдущий опыт. Но это занимает время и может быть затратным процессом.

В свете этого, исследователи из Лаборатории точного управления инженерного факультета Университета Ватерлоо разработали новое программное обеспечение под названием ShapePro. Оно представляет собой инновационное решение для моделирования и оптимизации процесса нарезания зубьев, что позволяет сэкономить время и снизить затраты для крупных и средних производств.

ShapePro имитирует процесс зуборезки и прогнозирует сложную геометрию стружки и механику резания. Оно обеспечивает точный анализ, а также автоматическую или ручную оптимизацию параметров обработки зубьев. Программное обеспечение позволяет моделировать процессы обработки зубьев в трех основных методах: формовании, зубофрезеровании и механической заточке.

Одной из важных особенностей ShapePro является его способность повышать производительность. Благодаря прогнозам, которые оно предоставляет, производители могут более эффективно планировать и оптимизировать процессы обработки зубьев. Это позволяет сократить время и затраты, а также повысить качество и точность изготовления зубчатых колес.

Проект ShapePro получил дополнительный импульс, когда местная компания Ontario Drive and Gear, специализирующаяся на производстве зубчатых колес и внедорожников, обратилась к университету с просьбой разработать новый процесс нарезания зубьев. Команда исследователей разработала базовый механизм моделирования, который позволяет имитировать геометрию и физику режущих шестерен.

=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍3
Роботизированная рука для квантовых экспериментов. Спасибо хирургам!

Квантовые исследования играют важную роль в науке и технологиях, и вот эта важность дошла до того, что учёным потребовалось изобрести роботизированную руку. Разработанная исследователями из Лабораторий квантовой инженерии и Бристольской лаборатории робототехники (BRL) Бристольского университета, эта уникальная конструкция руки позволяет проводить квантовые эксперименты с невиданной ранее скоростью, детализацией и сложностью.

Проведение квантовых экспериментов требует особой среды, включающей сверхнизкие температуры, взаимодействие на атомном уровне и точно направленные лазерные лучи. Внедрение роботизированных функций в эти эксперименты позволяет ученым исследовать их с более высокой скоростью, контролем и надежностью.

Доктор Джо Смит, старший научный сотрудник Школы электротехники, электроники и машиностроения Бристольского университета, подчеркнул, что роботизированные руки достаточно зрелы для работы в сложных условиях. Эта технология может улучшить все виды экспериментов по квантовому зондированию и, возможно, привести к их применению в клеточной диагностике и других областях.

Поводом для создания роботизированной руки стала хирургия, где роботы уже успешно применяются благодаря своей высокой точности при перемещении по сложным участкам тела. Доктор Кришна Коимбаторе Балрам, соавтор и доцент кафедры фотонной квантовой инженерии в Бристольском университете, выразил надежду, что эта технология поможет квантовым экспериментам выйти за пределы лабораторий и найти новые полезные применения.

Источник:
Джо А. Смит и др., Роботизированное векторное выравнивание поля для квантовых датчиков на основе спина (Joe A. Smith et al, Robotic Vectorial Field Alignment for Spin‐Based Quantum Sensors), Advanced Science (2023). DOI: 10.1002/advs.202304449.

=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍2
Все знают, что Юрий Гагарин первым совершил полет в космос. Гораздо меньше известно о том, что делал космонавт после возвращения на Землю. Он посетил 29 стран, став настоящим «послом мира» в США, Индии, Австрии, Мексике, Египте и многих других странах. Ему дарили ключи от городов, его именем называли детей в Бразилии.

14 ноября на Лекториуме стартовал бесплатный онлайн-курс «Гагарин. 7 лет после»

Курс расскажет вам о деятельности Юрия Гагарина после возвращения из космоса и его международных поездках, которые повлияли на формирование образа советского человека в мире.

Благодаря исследованиям работников музея Ю. А. Гагарина, удалось воссоздать много деталей: как были устроены встречи, каков был их протокол и программа, о чем на них говорилось, какие подарки получал космонавт, какой след он оставил в культуре разных стран и как визит «посла мира» изменил представление о советских людях и помог разрядить напряженность.
👍5🥰1
Алгоритм обеспечивает бескомпромиссную скрытую связь

Новый алгоритм RDHEIAC, разработанный Минфаном Цзяном из Школы компьютерных наук Первого педагогического университета Хунани в Китае, представляет собой значительный прорыв в области информационной безопасности и скрытых коммуникаций. Этот инновационный алгоритм позволяет улучшить скрытую связь без ущерба для целостности данных.

Одной из ключевых особенностей RDHEIAC является его способность встраивать дополнительные данные в данные носителя без повреждения исходной информации. В отличие от традиционных методов, этот алгоритм использует адаптивную общую вариацию для создания изображения ошибки прогнозирования. Это значительно улучшает процесс внедрения секретных сообщений, уменьшая ошибки прогнозирования и повышая скорость процесса.

RDHEIAC объединяет различные методы, такие как перестановка битовой плоскости, кодирование длин серий, операция перекрестного циклического сдвига, операция диффузии на основе хаотических карт и замена битов, чтобы обеспечить безопасность, высокую способность встраивания и точность изображения. Этот алгоритм позволяет полностью восстановить исходную информацию без каких-либо повреждений.

Предварительные тесты показали, что RDHEIAC обеспечивает заметное увеличение скорости внедрения, примерно на 47%, по сравнению с предыдущими алгоритмами типа RDHEI. Это означает, что алгоритм может быть эффективно применен в различных областях, включая тайную военную и деловую связь, а также медицинскую визуализацию, где конфиденциальность играет важную роль.

Источник:
Минфан Цзян, Алгоритм обратимого сокрытия данных в зашифрованных изображениях с использованием адаптивной общей вариации и межциклического сдвига (Mingfang Jiang, Reversible data hiding algorithm in encrypted images using adaptive total variation and cross-cyclic shift), International Journal of Autonomous and Adaptive Communications Systems (2023). DOI: 10.1504/IJAACS.2023.134851

=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍2
Оптическое волокно для лазеров высокой мощности

Увеличение мощности волоконных лазеров при сохранении качества луча – это значительный результат, который может иметь далеко идущие последствия в различных областях, включая оборонную промышленность и научные исследования. Ученые-оптики из Университета Южной Австралии, Университета Аделаиды и Йельского университета представили новый подход, используя многомодовое оптическое волокно, который позволяет увеличить мощность волоконных лазеров вплоть до девяти раз без потери качества луча.

Технология имеет значение в контексте защиты от дронов, особенно учитывая их все более широкое использование на современных полях битвы. Массовое появление недорогих беспилотных летательных аппаратов может создать проблемы для военных сил, искрометно истощая их ракетные ресурсы. Однако мощные волоконные лазеры, с их низкой стоимостью выстрела и высокой скоростью действия, могут представлять собой долгосрочное решение для защиты. Их способность эффективно нейтрализовывать дроны может обеспечить асимметричное преимущество, где более дешевая технология может преодолеть более дорогую и сложную систему.

Однако применение мощных волоконных лазеров не ограничивается только оборонной сферой. Эта технология также может быть использована в области дистанционного зондирования и обнаружения гравитационных волн. Увеличение мощности волоконных лазеров позволяет им фокусироваться на удаленных целях с высокой точностью и эффективностью. Это открывает новые возможности для научных исследований и помогает расширить наше понимание окружающего мира.

Источник:
Чун-Вей Чен и др., Смягчение вынужденного рассеяния Бриллюэна в многомодовых волокнах с фокусированным выходом посредством формирования волнового фронта (Chun-Wei Chen et al, Mitigating stimulated Brillouin scattering in multimode fibers with focused output via wavefront shaping), Nature Communications (2023), DOI: 10.1038/s41467-023-42806-1

=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍2
Просто добавь органики, и мы уже используем на практике магниты Ван-дер-Ваальса

Новое поколение материалов, которые могут хранить данные в меньшем физическом объеме, с меньшими затратами и энергопотреблением, является одной из главных задач учёных и инженеров. Доктор философии и доцент кафедры физики Техасского университета в Эль-Пасо Шриниваса Сингаманени вместе с коллегами представил новый тип магнита, который может стать решением этой задачи.

Магниты Ван-дер-Ваальса - это двумерные материалы, которые имеют привычные длину и ширину, но при этом толщину всего один атомный слой. И с магнитными свойствами. Их особенность заключается в их крошечном размере, что делает их потенциально важными для будущих вычислительных систем. Однако до сих пор они работали только при очень низких температурах.

Сингаманени и его команда ученых провели исследование, в котором они добавили недорогой органический материал, известный как тетрабутиламмоний, между атомными слоями такого магнита. Это позволило магниту работать при более высоких температурах до 77 градусов по Цельсию.

Это открывает новые возможности для применения магнитов Ван-дер-Ваальса в различных областях, включая вычислительные системы и хранение данных. Увеличение рабочей температуры делает эти материалы более практичными и полезными в реальном мире.

Однако, несмотря на все достижения, еще много работы предстоит сделать, чтобы полностью раскрыть потенциал магнитов Ван-дер-Ваальса. Дальнейшие исследования и разработки могут привести к созданию новых компьютерных систем и устройств, которые будут более эффективными, компактными и экономичными.

Источник:
Гектор Итурриага и др., Магнитные свойства интеркалированного квази-2D Fe3-xGeTe2 магнита Ван-дер-Ваальса (Hector Iturriaga et al, Magnetic properties of intercalated quasi-2D Fe3-xGeTe2 van der Waals magnet), pj 2D Materials and Applications (2023). DOI: 10.1038/s41699-023-00417-w

=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍3
Постучи, и найдёшь эрозию колена трубопровода

Пришло время поговорить о… трубах! Вернее об их коленах. Так называют места, где трубы гнутся. Интуитивно, но не для всех.

Исследовательская группа инженеров Хьюстонского университета изобрела новый метод обнаружения эрозии колен трубопровода при помощи ударов. Колена трубопроводов подвержены значительной эрозии, особенно при транспортировке агрессивных сред. Исследования показали, что потеря массы колена трубопровода из-за эрозии может быть в 50 раз больше, чем у прямой трубы. А механическая эрозия, как известно, уменьшает толщину стенки колена с течением времени.

В настоящее время большинство методов обнаружения эрозии требуют установки датчика постоянного контакта, что ограничивает их применимость и требует профессионального оператора. Однако новый метод, предложенный исследователями, использует комбинацию ударного воздействия, вариационной модовой декомпозиции (VMD) и глубокого обучения, и позволяет обойтись без постоянного контактного датчика.

Профессор машиностроения Гангбинг Сонг, один аз авторов исслдования, объясняет: "Наш новый метод обнаружения эрозии колен трубопровода показывает большую применимость на различных коленах трубопровода одинаковой конструкции и размеров. Он прост в реализации, недорог и не требует установки постоянного контактного датчика."

Основой для этого метода служит анализ звука, производимого коленом трубопровода, с использованием вариационной модовой декомпозиции (VMD). VMD позволяет разложить сигнал на различные моды, что позволяет выявить изменения, связанные с эрозией. Далее, с использованием глубокого обучения, система определяет наличие эрозии и предупреждает о возможных проблемах.

Этот новый метод обладает рядом преимуществ перед существующими методами обнаружения эрозии. Он не требует установки постоянного контактного датчика, что делает его более гибким и экономически эффективным. Кроме того, он может быть использован на различных коленах трубопровода одинаковой конструкции и размеров, что упрощает его применение в различных промышленных секторах.

Источник:
Цзянь Чен и др., Обнаружение эрозии колена трубопровода с помощью ударного воздействия и глубокого обучения (Jian Chen et al, Detection of the pipeline elbow erosion by percussion and deep learning), Mechanical Systems and Signal Processing (2023). DOI: 10.1016/j.ymssp.2023.110546

=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍2
Как из остатков тушёного масла получить авиационное топливо?

В китайском городе Чэнду, известном своей любовью к тушеному мясу, появился уникальный способ утилизации остатков пищи. Элитный ресторан, расположенный в этом городе, предлагает своим посетителям погружать нарезанное мясо и овощи в котлы с пряным маслянистым бульоном. Но то, что многие из них не знают, это то, что остатки этой еды обретают вторую жизнь в качестве топлива для реактивных двигателей.

Ежегодно рестораны города выбрасывают около 150 000 тонн отработанного растительного масла. Однако местное предприятие Sichuan Jinshang Environmental Protection нашло способ превратить эти отходы в ценный ресурс. Они занимаются сбором жирных отходов и экспортом их для дальнейшей переработки в авиационное топливо.

Генеральный директор компании, Е Бин, говорит: «Наш девиз: пусть нефть из сточной канавы взлетит в небо». Он рассказывает, что его компания, основанная в 2017 году, сейчас собирает до 150 000 тонн отходов масла ежегодно из ресторанов с тушеным мясом и других закусочных по всему Чэнду, включая рестораны сети KFC.

Процесс сбора начинается сразу после ухода клиентов, когда официанты сливают бульон из тушеного мяса в специальный фильтр, отделяющий масло от воды. Затем сборщики, надев толстые фартуки и резиновые перчатки, приходят за канистрами и переправляют в бизнес-парк на окраине города, где расположен завод Jinshang.

На заводе масло подвергается процессу очистки, в ходе которого удаляются остатки воды и примесей. В результате получается прозрачное масло промышленного класса с желтым оттенком. Это масло экспортируется клиентам, в основном в Европе, США и Сингапуре, которые далее перерабатывают его для производства экологичного авиационного топлива (SAF).

Инновационный подход компании Jinshang позволяет не только утилизировать отработанное масло, но и создавать экологически чистое топливо для авиации. Это имеет большое значение в эпоху, когда все больше людей стремятся к устойчивости и сокращению вредных выбросов.



=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍2
Современный ИИ умён, но всё же не разумен

Искусственный интеллект (ИИ) вызывает разнообразные реакции среди людей, и это неудивительно. Одни видят в нем потенциал для положительных изменений в обществе, в то время как другие опасаются его возможного превосходства над человечеством. Действительно, понимание ИИ является сложной задачей, и профессор философии и психологии Антони Чемеро подчеркивает, что хотя ИИ может быть умным, он не обладает разумом, таким, как у людей.

Чемеро объясняет, что системы искусственного интеллекта, такие как ChatGPT, являются большими языковыми моделями, обученными на огромных объемах данных, собранных из Интернета. Однако, важно отметить, что большая часть этих данных содержит предубеждения и ошибки, которые люди вносят в свои публикации. В результате, хотя LLM способны создавать впечатляющие тексты, они также могут выдумывать и придумывать ситуации, не имея реального понимания того, о чем пишут.

Чемеро указывает на различия между искусственным интеллектом и человеческим познанием. Он говорит, что LLM не обладает телесным опытом, который является важной частью человеческого понимания. Они составляют предложения, добавляя наиболее вероятное следующее слово на основе статистических данных, но не обладают реальным пониманием смысла своих слов.

Таким образом, хотя искусственный интеллект может быть мощным инструментом, он все же ограничен в своем понимании и не обладает реальным разумом, как у людей. Важно учитывать эти ограничения и использовать ИИ с осторожностью, чтобы избежать нежелательных последствий.

Источник:
Энтони Чемеро, LLM отличаются от человеческого познания, поскольку они не воплощены (Anthony Chemero, LLMs differ from human cognition because they are not embodied), Nature Human Behavior (2023). DOI: 10.1038/s41562-023-01723-5

=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍3
Хопфионы существуют!

Хопфионы, или магнитные спиновые структуры - это квазичастицы, представляющие собой топологические структуры в виде хорошо локализованных конфигураций полей, были предсказаны десятилетия назад. Это увлекательная и сложная тема исследований, которая привлекает внимание ученых всё это время. Недавно в журнале Nature были опубликованы первые экспериментальные данные, полученные в результате совместной работы шведских, немецких и китайских исследователей, подверждающие существование хопфионов. Эти результаты имеют огромное значение как с фундаментальной, так и с прикладной точки зрения, поскольку они помогают установить связь между экспериментальной физикой и абстрактной математической теорией, что может привести к новым открытиям в области спинтроники.

Спинтроника - это прикладная наука, изучающая вращение электронов. Она предлагает возможности для объединения электричества и магнетизма электронов, что может привести к созданию новых электронных устройств. Теоретические изыскания в этом направлени предсказали существования таких топологических структур с уникальными свойствами как магнитные скирмионы и хопфионы. Они привлекают такое большое внимание у исследователей в последнее десятилетие.

Образно выражаясь, скирмионы представляют собой двумерные вихревые струны, а хопфионы - трехмерные структуры внутри магнитного образца, которые напоминают скрученные струны скирмионов с формой бублика. Несмотря на то, что в последние годы проведено множество исследований, прямое наблюдение подобных магнитных топологических структур было зафиксировано только в синтетических материалах. Однако недавние эксперименты, проведенные с использованием просвечивающей электронной микроскопии и голографии на кристалле пластины FeGe типа B20, позволили впервые подтвердить существование таких структур в реальных материалах. Полученные результаты полностью соответствуют микромагнитному моделированию и обладают высокой воспроизводимостью.

Новые открытия открывают двери к новым возможностям в области спинтроники и могут привести к разработке передовых технологий электроники. Более тщательное изучение и понимание хопфионов и магнитных спиновых структур поможет нам использовать их в будущих приложениях, таких как более эффективные электронные устройства и системы хранения данных.

Источник:
Николай Киселев, Кольца Хопфиона в кубическом киральном магните (Nikolai Kiselev, Hopfion rings in a cubic chiral magnet), Nature (2023). DOI: 10.1038/s41586-023-06658-5

=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍3
Обновлённый мощный рентгеновский лазер на свободных электронах

Коллектив Национальной ускорительной лаборатории SLAC Министерства энергетики США завершили масштабную модернизацию первого в мире жесткого рентгеновского лазера на свободных электронах (XFEL), источника когерентного рентгеновского излучения Linac (LCLS).

Как только установку полностью введут в эксплуатацию, луч будет в среднем в 10 000 раз ярче и производить в 8 000 раз больше импульсов в секунду, чем до модернизации, то есть до миллиона импульсов в секунду. Это позволит получить новые фундаментальные знания в области материаловедения, физике, химии и биологии.

Однако модернизации самого лазера недостаточно. Для передовых научных исследований необходимы такие же передовые научные инструменты.

Одно из направлений будущей работы - исследование свойств материала путём перевода электронов атомов вещества в возбуждённое состояние, то есть на более высокий энергетический уровень. Когда электроны возвращаются на исходные позиции, они излучают обратно. Путь этот не такой, как при облучении рентгеном, он может быть в несколько стадий, и каждая сопровождается излучением фотонов. Изучая это излучение, можно получить ответы на многие вопросы о структуре и свойствах материала. Однако для проведения подобных экспериментов, необходимо рассеять рентгеновские импульсы на материале. Для этого в LCLS установили два новых прибора: chemRIXS и qRIXS, которые реализуют метод, называемый резонансным неупругим рассеянием рентгеновских лучей (RIXS).

«RIXS — это технология, которая развивалась довольно быстро», — сказал Георгий Даковски, ведущий научный сотрудник SLAC по этим инструментам. «Она способна сообщить нам много полезной информации о поведении материалов, которую невозможно получить никаким другим методом». Оборудование пригодится для изучения таких молекул, как фотосистема II (PS-II), ключевой белковый комплекс растений, водорослей и цианобактерий, который расщепляет воду, производя кислород, которым мы дышим.

Этот же инструмент можно использовать для исследования свойств квантовых материалов, которые приводят к сверхпроводимости при комнатной температуре и другим явлениям. Особый интерес представляют купраты, материалы на основе меди, которые обладают сверхпроводимостью при неожиданно высоких температурах. Причины таких удивительных свойств до конца всё ещё не известны, однако недавние исследования подчеркнули роль волн зарядовой плотности — статических полос с более высокой и более низкой плотностью электронов, проходящих через материал. С помощью RIXS учёные смогут детально изучить эти состояния, что позволит по-новому взглянуть на широко обсуждаемые механизмы высокотемпературной сверхпроводимости.

Другой прибор способен заглянуть внутрь химических процессов на уровне отдельных электронов. Прибор для атомных, молекулярных и оптических исследований с временным разрешением (The Time-resolved Atomic, Molecular and Optical Science instrument, TMO) даёт учёным способ измерения ультракоротких рентгеновских импульсов, длительность которых составляет всего несколько сотен аттосекунд (миллиардных долей секунды). Такие возможности позволяют получить представление о движении молекул и обмене электронами между ними, что играет центральную роль во многих плохо изученных на квантовом уровне важных процессах: фотосинтез, катализ, а также образование и разрыв химических связей.



=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍3
Роботы в лабиринте: новый алгоритм помогает им найти выход

Роботам нелегко справиться с проблемой прохождения через лабиринт. Возьмем, к примеру, ситуацию, где роботы должны пройти через детскую игровую комнату, чтобы достичь кухни. В этом запутанном лабиринте они сталкиваются с разбросанными игрушками на полу и мебелью, которая блокирует некоторые потенциальные пути. Но что делать боту в такой ситуации?

Исследователи из MIT CSAIL разработали эффективную систему планирования движения для роботов, названную Graphs of Convex Sets (GCS) Trajectory Optimization. Этот алгоритм представляет собой комбинацию поиска по графу и выпуклой оптимизации, позволяющую роботам быстро находить оптимальные пути в лабиринтоподобных средах, избегая столкновений с препятствиями.

GCS может отображать траектории без столкновений в 14 измерениях и, возможно, даже в большем количестве. Это делает его идеальным для совместной работы роботов на складах, в библиотеках и даже в домашних условиях. Алгоритм GCS позволяет оптимизировать траекторию движения робота, учитывая заданную стоимость, и эффективно находить кратчайший путь к месту назначения.

В демонстрациях исследователи показали, как система GCS управляет двумя роботизированными руками, держащими кружку, вокруг полки. Алгоритм оптимизировал время и путь движения, и синхронные движения рук напоминали парный танец. Роботы плавно покачивались по краям книжного шкафа, не роняя ни одного предмета.

Исследователи провели дополнительные эксперименты, убрав полки и заменив их на баллончики с красками и коробки с сахаром. Роботы успешно обменялись местами предметами, демонстрируя потенциал алгоритма в областях, таких как производство. Например, две роботизированные руки, работающие в тандеме, могут снять товар с полки безопасно и эффективно. Также, этот алгоритм может быть использован для уборки книг в домашних условиях или в библиотеках, избегая столкновений с другими предметами.

Алгоритм Graphs of Convex Sets (GCS) Trajectory Optimization представляет собой мощный инструмент для роботизированной навигации в лабиринтоподобных средах. Он комбинирует поиск по графу и выпуклую оптимизацию, позволяя роботам быстро находить оптимальные пути без столкновений. Этот алгоритм имеет широкий потенциал применения в различных областях, от производства до домашней уборки.

Источник:
Тобиа Маркуччи и др., Планирование движения вокруг препятствий с помощью выпуклой оптимизации (Tobia Marcucci et al, Motion planning around obstacles with convex optimization), Science Robotics (2023). DOI: 10.1126/scirobotics.adf7843

=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
2👍1
Паруса и оптимизированные маршруты: новое решение для сокращения выбросов углекислого газа от судоходства

Сектор международного судоходства играет ключевую роль в мировой экономике, но его вклад в выбросы углекислого газа (CO2) становится все более ощутимым. Огромные грузовые суда, перевозящие товары по всему миру, сегодня выбрасывают в атмосферу столько же CO2, сколько вся Германия. С учетом этого, сокращение выбросов от судоходства на 34% к 2030 году становится необходимым для достижения целей Парижского соглашения.

Однако, как отрасль сможет достичь этой краткосрочной цели, особенно учитывая, что низкоуглеродистое топливо через трубопроводы не будет доступно в необходимых масштабах до 2030-х годов? Ответ может быть в древнем решении - паруса. Но необычайные полотна прошлых веков, а современные высокотехнологичные системы, способные использовать возобновляемую энергию ветра в дополнение к корабельному двигателю.

На сегодняшний день, судоходные компании обратили внимание на несколько передовых конструкций парусов, которые могут помочь снизить выбросы углекислого газа. Одним из претендентов являются роторы Флеттнера - цилиндры, вращающиеся для создания движущей силы. Другим вариантом являются «крылья», разработанные на основе конструкций, используемых в гонках на яхтах, и напоминающие крылья самолета. Оба варианта позволяют судам использовать меньше топлива и, следовательно, выделять меньше парниковых газов.

Группа учёных из Центра Тиндаля по исследованию изменения климата Манчестерского университета обнаружила, что реальная возможность сократить выбросы от судоходства в ближайшее десятилетие заключается в сочетании парусов с оптимальными маршрутами, проложенными с использованием систем спутниковой навигации. Это концепция оптимизированной маршрутизации, знакомая большинству из нас, когда мы используем Карты Google для нахождения самого быстрого пути к месту назначения.

Для судов процесс аналогичен. Вместо поиска самого быстрого пути, программное обеспечение моделирует поведение судна в воде, рассчитывая маршруты и скорости, которые минимизируют расход топлива. Путем комбинирования оптимизированного маршрута с использованием парусов, суда могут отклоняться от стандартного курса и использовать ветровую тягу для экономии топлива и снижения выбросов парниковых газов.

Сектор международного судоходства должен принять вызов и принять меры для сокращения выбросов углекислого газа. Паруса, в сочетании с оптимизированными маршрутами, предлагают новое решение, которое может помочь достичь краткосрочных целей сокращения выбросов. Однако для этого необходимо инвестировать в разработку и улучшение парусных систем, а также в обучение экипажей судов.

Источник:
Джеймс Мейсон и др. Количественная оптимизация рейса с использованием ветровой тяги для краткосрочного снижения выбросов CO 2 в судоходстве (James Mason et al, Quantifying voyage optimisation with wind propulsion for short-term CO2 mitigation in shipping), Ocean Engineering (2023). DOI: 10.1016/j.oceaneng.2023.116065

=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍2
Робот-экскаватор строит стены из камня

Стена из сухого камня, построенная исследователями ETH Zurich с использованием автономного экскаватора HEAP, является прекрасным примером инновационного применения технологий в строительстве. Этот проект, разработанный в Национальном центре компетенций в области исследований цифрового производства (NCCR dfab), представляет собой интересное направление в автономной конструкции.

Основной принцип работы экскаватора HEAP заключается в его способности создавать 3D-карту строительной площадки и определять расположение уже существующих строительных блоков и камней. Благодаря специально разработанным инструментам и методам машинного зрения, экскаватор может сканировать и захватывать большие камни в непосредственной близости от него. Кроме того, он способен определить приблизительный вес и центр тяжести каждого камня.

С помощью алгоритма, разработанного исследователями, экскаватор HEAP определяет наилучшее положение для каждого камня и автоматически размещает его в нужном месте. Это позволяет ему размещать от 20 до 30 камней за одну партию, что эквивалентно количеству, которое может доставить одна партия. Таким образом, автономная машина значительно увеличивает эффективность и скорость строительного процесса.

Этот проект имеет огромный потенциал для применения в различных областях строительства и ландшафтного дизайна. Например, автономные экскаваторы могут использоваться для создания декоративных стен, ограждений или даже искусственных водных преград. Благодаря своей автономности и точности, они могут значительно сократить время и затраты на строительство.

Исследования ETH Zurich и их публикация в журнале Science Robotics подчеркивают важность развития технологий в строительной отрасли. Автономные системы, такие как экскаватор HEAP, не только улучшают процесс строительства, но и открывают новые возможности для архитекторов и дизайнеров. Будущее строительства обещает быть увлекательным и инновационным благодаря таким проектам и исследованиям.

Источник:
Райан Джонс и др., Рамка для роботизированных раскопок и строительства из сухого камня с использованием материалов на месте (Ryan Johns et al, A framework for robotic excavation and dry stone construction using on-site materials), Science Robotics (2023). DOI: 10.1126/scirobotics.abp9758

=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍4