Новости Европейской науки и техники Академик Олег Фиговский (Израиль)
Море у полуострова Стадландет считается одним из самых опасных для судоходства: штормы тут случаются почти каждый третий день в году, а высота волн достигает 30 метров. Для решения этой проблемы Норвегия решила дать ход строительству тоннеля «Стад». Проход длиной около двух километров сможет пропускать грузовые суда, паромы и даже круизные лайнеры с осадкой до 12 м. Строительство начнется в начале 2027 года и займет около 5 лет.
Туннели для водного транспорта люди строят на протяжении сотен лет, с конца XVII века, но до сих пор они прокладывались по внутренним водным путям, соединяя каналы или гавани. Строить туннель через горы полуострова Стадландет Норвегию вынуждает слишком неспокойное море. Морской участок Стадхавет штормит в среднем сто дней в году. Волны здесь могут приходить сразу с нескольких направлений, достигая 30 метров. Суда вынуждены пережидать непогоду по нескольку дней. Страдают перевозки рыбы, а также снабжение прибрежных поселков и нефтяных платформ. Альтернатив судоходству мало: наземный транспорт дорогой, трассы перегружены, а железная дорога не справляется с объемами перевозок.
Идея туннеля обсуждалась десятилетиями, но реализация была отложена в 2021 году из-за роста цен на материалы. В конце 2025 года проект был заморожен правительством, но после бюджетных корректировок ему недавно дали зеленый свет. Правительство собирается выделить на проект 8,6 млрд норвежских крон (примерно $805 млн или 64,9 млрд рублей). Высокая стоимость объясняется сложными скальными породами, необходимостью взрывных работ и строительством входных структур в море.
Туннель будет состоять из двух основных частей: непосредственно 1,7 км скального прохода и двух входных сооружений. Общая длина — 2,2 км. Высота от уровня воды до свода — 50 м, судоходная высота — 33 м, ширина — 36 м. Туннель сможет принимать суда с осадкой до 12 м. Ширина канала позволит разъезжаться двум судам. Система вентиляции и освещения будет рассчитана на круглосуточную работу, сообщает New Atlas. По оценкам норвежских властей, туннель сократит потребление топлива и выбросы углекислого газа на 60%. Также он будет также способствовать развитию туризма и поддержит рыбную промышленность: свежая рыба будет попадать в Европу без задержек. Строительство начнется в начале 2027 года и займет около пяти лет. Уже проводятся геологические изыскания и инженерное проектирование. В конкурсе участвуют подрядчики из Норвегии, Швеции и Германии.
Исследователи обнаружили неожиданную уязвимость «вечных химикатов» (PFAS) — стойких синтетических загрязнителей, которые десятилетиями отравляют воду, почву и накапливаются в организмах людей по всей планете. Выяснилось, что молекулы этих веществ можно разрушать с помощью направленного интенсивного ультрафиолетового облучения, причем для активации процесса не требуется добавлять в воду никакие дополнительные химические реагенты. Исследователи обнаружили неожиданную уязвимость «вечных химикатов» (PFAS) — стойких синтетических загрязнителей, которые десятилетиями отравляют воду, почву и накапливаются в организмах людей по всей планете. Выяснилось, что молекулы этих веществ можно разрушать с помощью направленного интенсивного ультрафиолетового облучения, причем для активации процесса не требуется добавлять в воду никакие дополнительные химические реагенты.
Эти радикалы агрессивно атакуют молекулы PFAS, постепенно отщепляя от них атомы фтора и превращая крупные, вредные соединения в более мелкие и значительно менее стойкие вещества. Ранее научное сообщество полагало, что за процесс разложения отвечают другие реактивные частицы, однако авторы новой научной работы точно определили, что доминирующую роль играют именно свободные радикалы водорода. По словам Зонгсу Вея, понимание этого механизма дает фундаментальную базу для разработки новых, экологически чистых и легко масштабируемых технологий уничтожения химикатов на станциях водоочистки.
Исследователи, однако, призвали не спешить с выводами: до появления готовых решений для массового использования еще далеко. Процесс разложения молекул пока идет относительно медленно, а во время промежуточных реакций могут формироваться побочные продукты, которые также требуют изучения. Тем не менее открытие «ахиллесовой пяты» этих загрязнителей — важнейший научно-технологический шаг к тому, чтобы человечество, наконец, научилось не просто переносить PFAS из одного места в другое, а окончательно избавляться от них.
Хобот слона одновременно силен и способен совершать чрезвычайно точные движения. Благодаря этой мускулистой структуре без костей слон может переносить тяжелые бревна или ловко чистить бананы. Лючия Беккай и ее коллеги - Italian Institute of Technology (IIT) изучили кожу хобота в надежде понять ее свойства и извлечь преимущества для следующего поколения продвинутых систем мягкой робототехники. Авторы получили хобот одного взрослого азиатского слона (Elephas maximus), который умер естественной смертью в Цюрихском зоопарке в Швейцарии в 2020 году. Ученые исследовали 35 образцов с помощью биомеханических испытаний, гистологии, методов визуализации и компьютерного моделирования.
Кожа на хоботе не однородна, она четко разделяется на внешнюю и внутреннюю части. Внешняя часть представляет собой жесткий, но чувствительный панцирь, который в 3,14 раза прочнее внутренней части. Внутренняя часть, напротив, очень гибкая и чувствительная, ей удобно захватывать предметы. Низкая жесткость внутренней части позволяет ей плотно прилегать к объектам, увеличивая площадь контакта и обеспечивая надежный захват. Под кожей внутренней части хобота расположены куполообразные дермальные сосочки.
Моделирование методом конечных элементов показывает, что эти структуры действуют как подповерхностная механическая линза. Они концентрируют и усиливают механическое напряжение в местах расположения сенсорных нервов. По мнению авторов, эта функционально зонированная структура может стать основой для следующего поколения мягких роботизированных систем. Используя биомиметические подходы с применением различных материалов, инженеры могут создавать роботизированные захваты с пассивной внешней защитой, которая усиливает слабые тактильные сигналы, не подвергая хрупкие датчики механическому износу. Статья опубликована в журнале PNAS Nexus.
Новое исследование показало, что кератин, структурный белок, получаемый из шерсти, способен поддерживать восстановление костной ткани у живых организмов. В экспериментах созданный на его основе материал формировал кость, которая по структуре ближе к здоровой естественной ткани, чем при использовании коллагена, считающегося стандартом в регенеративной медицине.
Учные из Kings College London испытали кератиновые материалы на животных моделях и выяснили, что они помогают направлять рост новой костной ткани в зонах повреждений. По их данным, это может сделать кератин перспективной альтернативой в восстановительной медицине и стоматологии. Отдельно исследователи отметили экологическую сторону: шерсть – возобновляемое сырье, которое часто утилизируется как отход, поэтому ее использование делает технологию более устойчивой и доступной.
Традиционно в таких процедурах применяется коллаген, выполняющий роль каркаса для роста тканей и защиты зоны заживления. Однако у него есть недостатки: он относительно слаб, быстро разрушается под нагрузкой и требует сложного и дорогого производства. Чтобы найти замену, учёные создали кератиновые мембраны из обработанной шерсти, сформировав прочные каркасы для восстановления кости.
Сначала материал протестировали на клетках человеческой костной ткани в лаборатории – они успешно приживались и демонстрировали признаки нормального роста. Затем мембраны имплантировали крысам с дефектами костей черепа, которые не заживали самостоятельно. В течение нескольких недель наблюдений кератиновые структуры поддерживали формирование новой костной ткани. Хотя коллаген давал больше объема регенерации, кератин обеспечивал более упорядоченную и прочную структуру, с правильным выравниванием волокон, близким к естественной кости. Также кератиновые мембраны хорошо интегрировались с окружающими тканями и сохраняли стабильность на протяжении всего процесса заживления, что важно для будущего применения в клинической практике.
Исследователи доказали, что неожиданные сенсорные стимулы, такие как короткая вспышка света, мгновенно активируют древние структуры подкорки мозга и заставляют его быстрее обучаться новым действиям. Об этом сообщает нейробиологов из Университета Отаго, опубликованное в журнале Nature Communications. Международная команда учёных раскрыла фундаментальный эволюционный механизм, который связывает внешние раздражители с системой внутреннего вознаграждения. До сих пор физиологи не могли точно объяснить, как именно мозг объединяет случайное событие в окружающей среде с последующим действием в единый устойчивый навык или привычку.
В ходе экспериментов на животных нейробиологи сосредоточились на изучении верхнего двухолмия (superior colliculus) — примитивной зрительной структуры среднего мозга, которая отвечает за мгновенные рефлексы на внезапное движение или свет. Ученые использовали передовые методы электрофизиологии и оптогенетики, чтобы отслеживать активность отдельных нейронов в режиме реального времени. Результаты сканирования показали, что обычная вспышка света запускает лавинообразный процесс в мозге. Сразу после фиксации светового сигнала верхнее двухолмие отправляет мощный импульс в дофаминовые зоны. Происходит мгновенный выброс гормона удовольствия, который физически перестраивает синаптические связи в базальных ганглиях — области, управляющей двигательными навыками.
Согласно исследованию, опубликованному в Radiology, ведущем журнале Радиологического общества Северной Америки (RSNA), три коммерчески доступные системы искусственного интеллекта (ИИ) способны выявлять ранние признаки рака молочной железы за 6 лет до постановки диагноза. В ходе шведского ретроспективного исследования ученые протестировали три системы компьютерного обнаружения на основе ИИ (AI-CAD) на данных маммограммы большой группы пациенток, прошедших скрининг. Ученые обнаружили, что у женщин, у которых впоследствии был диагностирован рак молочной железы, показатели, выданные системой AI-CAD, в среднем были выше, чем у тех, у кого рака не было.
«Примерно в 20% случаев рака молочной железы на маммограммах видны признаки, которые ИИ может обнаружить примерно за 6 лет до постановки диагноза, — объясняет старший соавтор исследования Фредрик Странд, доктор медицины из Каролинского института в Стокгольме. — Наше исследование подтверждает, что в некоторых случаях ИИ может обнаружить признаки рака на маммограммах гораздо раньше, чем это сделали бы рентгенологи». Системы на основе ИИ показали многообещающие результаты в прогнозировании риска развития рака молочной железы в течение 5 лет и выявлении женщин из группы риска по «интервальным» случаям рака между регулярными скрининговыми маммограммами. Команда доктора Стрэнд изучала возможности ИИ в выявлении маммографических признаков, которые проявлялись в течение 10 лет.
Для исследования ученые отобрали 88 963 маммограммы, сделанные 31 394 пациенткам за 10 лет. Данные были взяты из базы, в которой собрана информация о маммографии добровольцев из Швеции. Шведская национальная программа скрининга рака молочной железы приглашает женщин в возрасте от 40 до 74 лет на профилактические осмотры 1 раз в 2 года. Каждую маммограмму изучают два рентгенолога. Команда доктора Стрэнд применила три системы ИИ для анализа маммограмм, сделанных с 2008 года по 2019 год. За это время у 12 072 участниц, или 38,5%, врачи-рентгенологи диагностировали рак. Системы ИИ и компьютерного зрения успешно выявляли многие виды рака на более ранних этапах скрининга, обеспечивая 90% специфичности — то есть способность отличить истинно положительный результат от истинно отрицательного — у 19,7 % пациентов за 6 лет до постановки диагноза, у 25,2 % — за 4 года и у 39,3 % — за 2 года.
Баллы по шкале AI-CAD помогут рентгенологам выявить ранние маммографические признаки возможного развития рака в будущем, а персонализированный подход к интерпретации индивидуальных показателей — определить пациентов, которым следует уделить больше внимания. «Цель исследования — дополнить растущий объем литературы, посвященной применению ИИ в скрининге рака молочной железы и его роли в более раннем выявлении этого заболевания, — говорит доктор Стрэнд. — Анализ показателей, полученных с помощью ИИ, у обследованных пациентов в динамике может дать представление о том, как возникают ранние выявляемые изменения, что потенциально позволит начать лечение на ранних стадиях».
Лондонский стартап Morph представил платформу мягкой робототехники, которая позволяет встраивать элементы физического интеллекта непосредственно в материалы и готовые изделия. Технология основана на гибких роботизированных «клетках» — модульных блоках, способных воспринимать окружающую среду, обрабатывать данные и изменять свои свойства в режиме реального времени. Разработчики считают, что такой подход может стать следующим этапом развития «физического искусственного интеллекта». В отличие от традиционных роботов, построенных на жестких механических компонентах, решения morph используют гибкие синтетические материалы. В каждую роботизированную клетку встроены датчики, системы управления и алгоритмы адаптации, позволяющие материалу менять форму и жесткость в зависимости от текущей задачи.
При создании платформы инженеры вдохновлялись способностью осьминогов адаптироваться к окружающей среде. Для проектирования клеток используются методы обучения с подкреплением и высокоточные физические симуляции, позволяющие моделировать реальные условия эксплуатации и ускорять разработку новых продуктов без ущерба для безопасности и надежности. В компании называют такой подход шагом к воплощенному ИИ (embodied AI), когда интеллект интегрируется не только в программное обеспечение, но и в физические объекты.
Мягкие роботизированные ячейки могут объединяться в различные конструкции и изделия, собирать данные о взаимодействии с пользователем и подстраиваться под его действия. Платформу планируют использовать прежде всего для расширения физических возможностей человека. Разрабатываемые продукты призваны улучшать спортивные результаты, профилактировать травмы и поддерживать двигательную активность. В дальнейшем технология может использоваться в медицинских устройствах, автомобильной промышленности и системах промышленной безопасности.
Компания была основана бывшим хирургом Жаном Неме, ранее создавшим стартап в области хирургического ИИ Digital Surgery. Сейчас morph сотрудничает с рядом промышленных партнеров и планирует развивать бизнес как поставщик ПО, инженерных решений и технологий для производителей. В компании рассчитывают, что мягкие роботизированные материалы смогут стать основой нового поколения адаптивных продуктов, которые будут взаимодействовать с человеком и окружающей средой, а не оставаться статичными объектами.
Сто лет назад немецкий психолог Вольфганг Кёлер доказал, что шимпанзе способны к интуитивному мышлению: в его экспериментах обезьяны догадались поставить ящики друг на друга, чтобы достать высоко подвешенный банан. Долгое время считалось, что подобное решение проблем доступно только позвоночным с большим мозгом — приматам или дельфинам. Однако новое исследование финских учёных показало: на сложные когнитивные задачи способны даже насекомые. Шмели самостоятельно додумались подкатить шарик к скрытому от глаз искусственному цветку, чтобы добраться до сиропа.
Ещё в 2024 году исследователь Олли Лоукола из Университета Финляндии вместе с коллегами показал, что шмели умеют сотрудничать ради общей цели, например, вместе толкать кубики Лего ради сладкой награды. Однако в своем новом эксперименте ученый решил пойти дальше и выяснить, могут ли насекомые додуматься до решения головоломки сами, без метода проб и ошибок. Для этого команда создала для шмелей аналог классического теста «коробка и банан», который обычно проходят лишь приматы и вороны.
Суть теста заключалась в том, что искусственный цветок с нектаром поместили над небольшой ямой в полу. Из-за нехватки пространства шмель не мог просто зависнуть в воздухе и дотянуться до лакомства. Единственным выходом было догадаться докатить маленький шарик до ямы, скинуть его туда и использовать как подставку, чтобы взобраться наверх. Ученые разделили подопытных на три группы, чтобы проверить, как предварительные знания влияют на их смекалку.
Первую группу шмелей заранее познакомили со свойствами предметов отдельно: они знали, что цветок дает нектар, а шарик можно катать, но саму головоломку шмели никогда не видели. Вторая группа знала только про цветок, а третья не проходила никакого обучения вообще. В итоге насекомые из первой группы решили задачу гораздо быстрее, чем пчелы из двух других групп, чьи результаты были примерно одинаковыми. Насекомые действовали уверенно, структурированно и целенаправленно.
Чтобы исключить влияние случайности и визуальных подсказок, учёные усложнили условия: ограничили обзор цветка и добавили дополнительные барьеры. Даже в этих ситуациях значительная часть шмелей успешно справлялась с задачей, демонстрируя последовательные и структурированные действия. Это позволило исследователям предположить наличие у насекомых более гибких поведенческих стратегий, чем считалось ранее.
Конечно, результаты эксперимента не означают, что шмели обладают человекоподобным сознанием. Тем не менее, открытие финских ученых наглядно демонстрирует, что для проявления сложного, творческого мышления и планирования не требуются огромные нейронные сети, а спонтанное решение проблем может возникать у живых существ со значительно меньшим объемом мозга, чем считалось ранее.
Чистая энергетика Европы упёрлась в распределительные сети: 830 ГВт проектов ветровой и солнечной генерации, а также аккумуляторных систем общей стоимостью более €100 млрд зависли в очередях на подключение в восьми странах. Согласно докладу AFRY, операторы не справляются с потоком заявок. Аналитики выделяют несколько причин — от затяжных разрешительных процедур до непрозрачности данных. Отчет, подготовленный по заказу климатической организации Beyond Fossil Fuels, охватывает Болгарию, Чехию, Германию, Грецию, Италию, Польшу, Испанию и Великобританию. Согласно нему, в очередях на подключение «зависли» проекты суммарной мощностью около 830 ГВт, включая 375 ГВт ветровой и солнечной генерации и 455 ГВт систем хранения энергии.
К 2030 году для достижения климатических целей Европе необходимо подключить к сетям более 70% проектов возобновляемой энергии. Однако операторы распределительных сетей не справляются с потоком заявок из-за ограниченной мощности и сложных процедур. На восьми исследованных рынках они получают в среднем более 11 тыс. заявок в год на подключение объектов мощностью свыше 1 МВт, из которых 70% приходится на солнечные электростанции.
По словам аналитиков, распределительные сети стали «узким местом» энергетического перехода. В отличие от передающих магистральных сетей, инфраструктура на уровне распределения часто менее прозрачна и хуже подготовлена к массовому подключению новых источников энергии, особенно малых и средних солнечных и ветровых станций. Отдельное внимание в докладе уделяется рынку систем хранения энергии. Именно аккумуляторные проекты сталкиваются с наиболее серьезными задержками, а в Германии и Великобритании объем заявок превышает 100 ГВт в каждой стране. Это приводит к снижению эффективности энергосистемы, так как избытки возобновляемой энергии не могут своевременно аккумулироваться и перераспределяться.
В Испании задержки затрагивают проекты общей стоимостью 7 млрд евро. В стране растет нагрузка на подстанции и точки подключения, а очередь на системы хранения уже составляет порядка 40% от национальных целевых показателей мощности аккумуляторов, что указывает на более быстрый рост спроса, чем развитие сетевой инфраструктуры. AFRY выделяет несколько причин сложившейся ситуации: недостаточные инвестиции в расширение распределительных сетей, слабое долгосрочное планирование, затяжные разрешительные процедуры, неэффективное управление очередями, спекулятивное резервирование мощностей, а также дефицит рабочей силы и ограничения в цепочках поставок. В отчете также подчеркивается нехватка прозрачности данных по распределительным сетям, что осложняет инвестиционное планирование и увеличивает неопределенность для разработчиков.
Атлантическое течение, которое регулирует климат планеты, ослабевает почти вдвое быстрее, чем прогнозировали ученые. Климатологи предупреждают о риске суровых зим, засух и повышении уровня моря уже к концу столетия.
Атлантическое течение ослабевает быстрее, чем ожидалось. Это означает, что Африке, Европе и Америке грозят неотвратимые изменения. Климатологи пишут, что одна из важнейших океанических систем Земли теряет силу гораздо быстрее, чем считалось ранее. К концу этого столетия Атлантическая меридиональная опрокидывающаяся циркуляция может ослабнуть на 51%. Об этом пишут в исследовании Phys.org. Новое исследование показало, что ключевая система течений Атлантического океана, помогающая регулировать климат планеты, уже к 2100 году ослабнет примерно на 51%. Климатологи говорят о разрушительных последствиях для всего мира.
Атлантическая меридиональная опрокидывающаяся циркуляция играет ключевую роль в перераспределении тепла. Она транспортирует более теплые воды из тропиков на север. Ослабление течения может привести к более суровым зимам в Северной Европе, засухам в Южной Азии и региону Сахеля в Африке, а также повышению уровня моря в Северной Америке. Это всего лишь малая часть последствий, ожидающих человечество уже к концу этого столетия. Предыдущие прогнозы климатологов оказались ошибочными, ведь они учитывали ослабление течения всего на 32%, а на самом деле темпы почти вдвое выше.
Доктор Валентин Портманн из исследовательского центра Inria в Бордо-Сюд-Уэст во Франции, руководивший исследованием, заявил, что новые оценки темпов замедления Атлантического течения серьезнее, чем ожидали ученые. «Мы приблизились к критическому состоянию, которое вызывает беспокойство», — добавил Портманн.
Международная команда из Университета Стратклайда и Airbus провела успешные пуски синхронного двигателя со сверхпроводящими катушками. Вместо меди — катушки без сопротивления, вместо перегрева — охлаждение жидким азотом. Об этом сообщает исследование в журнале IEEE Transactions on Applied Superconductivity. Инженеры из Университета Стратклайда в Глазго и авиастроительного концерна Airbus построили и протестировали силовую установку, которая убирает главное препятствие для электрической авиации — огромный вес традиционных медных моторов и кабелей. Разработчики заменили медь на катушки из высокотемпературных сверхпроводников. Эти материалы проводят колоссальные токи без сопротивления и не греются.
Охлаждает систему замкнутый контур с жидким азотом. Он держит рабочую температуру внутри мотора на уровне минус 196 градусов по Цельсию. Экспериментальные пуски на испытательном стенде подтвердили: установка стабильно выдаёт расчётную мощность и демонстрирует рекордную удельную плотность энергии на килограмм массы.
Результат открывает путь к масштабированию системы для ближнемагистральных коммерческих лайнеров. Конструкторы уже проектируют следующую версию — на несколько мегаватт. Она будет использовать жидкий водород одновременно как топливо и как сверхэффективный хладагент. Такой подход позволит полностью убрать вредные выбросы и сделать электрические региональные перелёты экономически выгодными для авиакомпаний. Сверхпроводники уменьшают габариты моторных отсеков и снижают общий вес бортовых систем более чем вдвое по сравнению с любыми существующими электромоторами.
В одном из городов Швеции запустили необычный экологический проект: ворон начали обучать собирать мусор с улиц. Птицы приносят окурки и мелкие отходы в специальные автоматы и получают за это корм. Учёные выбрали именно ворон, потому что они считаются одними из самых умных птиц на планете и способны быстро обучаться новым действиям. И самое удивительное — система действительно сработала. Теперь некоторые вороны специально ищут мусор, чтобы обменять его на еду. Комментарии:Пока комментариев нет. Станьте первым! |