Бум за разум: новые возможности ИИ и пределы освоения космоса
Российские ученые создали эндоскоп, который лучше выявляет внутренние патологии человека, а инженеры-конструкторы разработали проект двигателя, который поможет наноспутникам работать в составе роя и долетать до орбит Луны. Кроме того, химики получили материал для компактных и безопасных водородных двигателей. Вместе с тем в Китае исследователи объявили о начале освоения земно-лунной области космоса — пространства в радиусе 2 млн км от Земли, а немецкие специалисты сообщили, как искусственный интеллект обошел естественный в сфере разработки гравитационных детекторов. Об этом — в подборке самых интересных новостей науки, подготовленной «Известиями».
Новый материал с дефектами позволит хранить больше водорода
Исследователи из НИТУ МИСИС синтезировали материал, который обладает подходящими свойствами для хранения водорода. Это вещество на основе нитрида бора, в структуре которого созданы дефекты для размещения газа. Материал получил название «белый графит» за свойства, схожие с этим минералом.
— Раньше считалось, что сорбция водорода тем больше, чем больше удельная поверхность материала. Мы выяснили, что есть еще один параметр, который влияет поглощение газа. Это атомные вакансии, то есть дефекты структуры. Для их создания мы синтезировали наночастицы нитрида бора вместе с атомами углерода и кислорода, а затем удалили часть этих атомов из структуры путем обработки в водороде при высокой температуре, — рассказал старший научный сотрудник научно-исследовательского центра «Неорганические наноматериалы» НИТУ МИСИС Андрей Матвеев.
Нитрид бора выдерживает до 1000 °С, устойчив к агрессивным средам, негорючий и не взаимодействует с водородом. При этом поглощает в три раза больше газа, чем современные металлоорганические каркасы, и вместе с тем легко его высвобождает. Эти свойства позволят на основе разработки создать компактные, эффективные и безопасные водородные двигатели, и элементы питания для электроники, беспилотников и других устройств, которые требуют малогабаритных источников энергии.
Двигатели для доставки наноспутников на Луну
Инженеры-конструкторы из НИЯУ МИФИ и компании «СТАР» подготовили аванпроект электрического коллоидного ракетного двигателя типа «электроспрей». Он предназначен для малых аппаратов класса «наноспутники», включая формат «кубсаты».
Разработка представляет собой силовую установку, в которой в качестве рабочего тела задействованы ионные жидкости. В ней под действием сильного электрического тока заряженные частицы приобретают ускорение, вырываются и формируют реактивную струю.
— Разгон плазмы электричеством — наиболее эффективный способ ускорения до высоких скоростей. В отличие от традиционных двигателей, где скорость истечения реактивной струи ограничена энергией химической реакции, для плазменного потока такого потолка не существует. В результате силовые установки способны разгонять аппараты до 10–20 км/с и более, — рассказал главный конструктор компании «СТАР», старший преподаватель Игорь Егоров.
По его словам, предложенные двигатели подходят для разведения наноспутников по орбитам и их четкого позиционирования в пространстве, что важно для работы в составе роя. Также расчеты показывают, что кубсату из 12 юнитов с силовой установкой на ионной жидкости по силам перелететь с геостационарной околоземной орбиты (на высоте 36 тыс. км) на окололунную. Это снизит затраты на освоение спутника.
В России создали первый отечественный эндоскоп
Российские специалисты при участии Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина) разработали первый отечественный эндоскоп — прибор, который помогает изучить внутренние органы без хирургического вмешательства.
Авторы проекта объединили в устройстве видеомодуль со светодиодом в качестве источника света, процессор и собственное ПО, которое повышает информативность изображения и позволяет реализовать ряд сервисных функций. В том числе ведение базы данных пациентов. Преимущество разработки — хромоэндоскопическое оборудование, которое с помощью контрастных красителей позволяет точнее диагностировать заболевания ЖКТ.
— Технологии виртуальной хромоэндоскопии есть у всех топовых зарубежных производителей, но это закрытая информация. Мы разработали собственную инновацию, которая в некоторых аспектах даже превосходит существующие решения, поскольку включает в себя четыре режима обработки изображения. В том числе режим, который обеспечивает комбинацию оптимального цветового контраста при сохранении естественной цветовой гаммы, — объяснила декан факультета радиотехники и телекоммуникаций (ФРТ), завкафедрой телевидения и видеотехники (ТВ) СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Наталия Обухова.
ИИ превзошел пределы понимания разума человека
Искусственный интеллект Urania, созданный в Институте науки о свете Общества Макса Планка (Германия), по заданию ученых подготовил проекты новых детекторов гравитационных волн. По словам специалистов, предложенные им конструкции, превзошли возможности существующих концепций, разработанных человеком.
Согласно заявлению, опубликованному Лабораторией искусственного интеллекта института, Urania создал новые стратегии. Вместе с тем ИИ поставил перед астрофизиками новые вопросы о космосе.
С одной стороны, многие концепции Urania при анализе раскрывали известные процессы, некоторые разработки ИИ были очень нетрадиционными и предлагали новые области применения, которые ученые еще не до конца понимают и которые потенциально могут помочь сформировать следующее поколение детекторов, говорится в сообщении.
— Мы живем в эпоху, когда машины могут находить новые сверхчеловеческие решения в науке, и задача людей — понять, что сделала машина. Это, безусловно, станет важной частью будущего науки, — сказал руководитель проекта Марио Кренн.
Он отметил, что в процессе работы была собрана коллекция из 50 наиболее эффективных моделей, предложенных ИИ. Ученые обнародовали разработки, чтобы совместно с научным сообществом развивать дальнейшие исследования.
Китайские ученые в 1 тыс. раз расширили сферу космической экспансии
В Китайской академии наук объявили о начале освоения земно-лунной области космоса — пространства, которое простирается на расстояние до 2 млн км от Земли. Поводом для утверждения стала миссия трех спутников, один из которых был размещен в окрестностях Луны (DRO-A), второй — на орбитах маневрирования между Землей и Луной (DRA-B), а третий — на земной солнечно-синхронной орбите (DRA-L).
Эти аппараты, разнесенные в космосе на более чем 1 млн км, продемонстрировали надежное взаимодействие друг с другом в сфере, устойчивую радиосвязь, а также эффективное выполнение совместных исследовательских действий.
Эти достижения, по мнению ученых, открывают новый этап в истории земной цивилизации. А именно — переход от освоения околоземных орбит (до 2 тыс. км от планеты), к экспансии в земно-лунную область космоса. Таким образом, исследователи расширили сферу присутствия человечества в космосе в тысячу раз.
Как отметили авторы доклада, земно-лунная область космоса имеет стратегическое значение для освоения лунных ресурсов, долгосрочного проживания людей за пределами Земли, межпланетной деятельности и устойчивого освоения Солнечной системы.
