В России специалисты обучили ИИ по спутниковым снимкам находить зародыши ураганов, а также создали прибор, который измеряет «дыхание» экосистем. В то же время инженеры из США придумали велоробота-курьера, который выполняет прыжки и сальто, а во Франции микробиологи открыли бактерии, которые помогают простым чувствовать магнитное поле Земли. Кроме того, астрофизики из Германии обнаружили близкую планету, на которой возможна жизнь. О самых интересных новостях науки и технологий прошедшей недели — в материале «Известий».
Новый прибор улучшит управление экосистемами России
Российские ученые разработали новый спектрометр, предназначенный для измерения парниковых газов. Прибор весит всего 4 кг, что упрощает его установку и монтаж. В отличие от импортных аналогов, устройство одновременно исследует углекислый газ, метан и водяной пар.
В проекте приняли участие специалисты Института космических исследований РАН, Института проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова и Московского физико-технического института.
— Прибор представляет собой систему из двух лазеров: их излучение проходит между зеркалами по М-образной траектории. Работа устройства основана на измерении степени поглощения газами света на определенных длинах волн и обработке данных вычислительными алгоритмами, — объяснил «Известиям» инженер ИКИ РАН, ведущий инженер МФТИ Вячеслав Мещеринов.
Новый анализатор заменит дорогое зарубежное оборудование на наблюдательных станциях. Это поможет уплотнить сеть мониторинга и повысит качество измерений, считают разработчики. Благодаря таким исследованиям специалисты смогут лучше понимать жизненные циклы национальных экосистем, что позволит улучшить управление природными ресурсами.
Бактерии помогут создать биокомпасы нового поколения
Французские ученые совместно с коллегами из Испании и Бразилии открыли механизм, благодаря которому простейшие существа ориентируются по магнитному полю Земли.
Во французской реке Дордонь исследователи обнаружили у инфузории необычные бактерии. Эти микроорганизмы используют железо из воды и пищи для создания крошечных кристаллов магнетита — природного магнитного минерала (Fe₃O₄). Кристаллы формируют пучки, которые функционируют как внутренний компас, позволяя инфузории ощущать линии магнитного поля и эффективно ориентироваться в толще воды.
Как считают исследователи, понимание открытых механизмов поможет создать навигационные системы нового типа. Например, биокомпасы для микророботов, которые смогут ориентироваться под землей или в толще воды без доступа к GPS или ГЛОНАСС. А синтезированные бактериями магнитные кристаллы могут помочь адресно доставлять лекарств внутри человеческого организма.
Также исследование заставляет по-новому взглянуть на эволюцию живых существ. Например, понимание, что магниторецепция возникает в результате «приручения» бактерий, позволяет предположить, что некоторые «врожденные» способности животных, включая человека, могут быть следствием древнего симбиоза клеток с микробами.
ИИ обнаружит рождение новой бури по спутниковым снимкам
Ученые Института физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН и Московского физико-технического института разработали программный комплекс, который с помощью алгоритмов искусственного интеллекта помогает оперативно выявлять будущие опасные погодные явления по спутниковым снимкам.
Программа изучает мезомасштабные конвективные системы — крупные атмосферные образования, которые часто становятся причиной погодных аномалий — шквалистого ветра, ливней, града и других. Нейросеть может обнаружить зародыш бури уже через 15–30 минут после его возникновения, объяснили специалисты. Ранее на обработку снимков уходили часы и дни.
— Быстрая обработка больших объемов данных позволяет вовремя предупреждать службы, снижать ущерб и создавать детальные карты появления мезомасштабных конвективных систем, — пояснил заведующий лабораторией машинного обучения в науках о Земле МФТИ Михаил Криницкий.
По мнению разработчиков, новая технология позволит также точнее прогнозировать траекторию движения штормов, а в перспективе — стать основой системы раннего оповещения об опасных погодных явлениях.
Астрономы открыли потенциально обитаемую планету у соседней звезды
Группа ученых из Германии и ряда других стран нашли вторую по близости к Земле планету за пределами Солнечной системы, на которой возможна жизнь. Объект обнаружили в окрестностях звезды GJ.
Это небольшая и относительно холодная звезда (красный карлик), которая находится в 10,7 светового года от Солнца. Открытие сделали с помощью спектрографов HARPS и ESPRESSO, установленных, соответственно, в обсерваториях Ла-Силья и Европейской южной обсерватории в Чили.
— GJ 887 — это близкий к нам и, следовательно, яркий карлик спектрального класса M, вокруг которого вращаются как минимум четыре планеты. По крайней мере, одна из них находится в обитаемой зоне, — сообщили авторы в научной публикации.
По словам ученых, благодаря своему расположению обнаруженная планета — подходящая цель для миссий по поиску обитаемых миров. В том числе для Habitable Worlds Observatory — космического телескопа, который запустят в 2040-х годах. Он исследует не менее 25 экзопланет на предмет наличия на них следов жизни.
Из известных миров такого типа, открытый объект по близости к Земле, уступает только планете из окрестностей Проксима Центавра b — звезды, удаленной Солнца на 4,2 светового года.
Роботизированный велокурьер научился прыгать и делать сальто
Инженеры из Robotics and AI Institute (США и Швейцария), Массачусетского технологического института и Университета Карнеги — Меллона (США) создали робота в виде велосипеда, который умеет выполнять сложные акробатические трюки. В том числе перепрыгивать препятствия, ездить на заднем колесе и выполнять сальто.
Конструкция состоит из массивной верхней части и легкой колесной рамы, соединенных через сложный шарнир. Благодаря этому мощные приводы машины позволяют ей резко перемещать центр тяжести и использовать инерцию для прыжков и балансировки.
— Велосипедисты-триалисты могут прыгать, скакать или ехать на одном колесе. При этом они развивают скорость, экономят энергию на ровных участках и маневрируют на пересеченной местности. Вдохновившись примером этих спортсменов, мы разработали платформу, которая позволяет аппарату динамично двигаться с минимальным количеством приводов, — рассказали разработчики.
Вес устройства составляет 23,5 кг. Аппарат может разгоняться до 8 м/с, прыгать на высоту до метра и делать кувырки в воздухе. При этом он сохраняет устойчивость там, где обычный робот-курьер застрянет или перевернется. Управляет движениями нейросеть, обученная методом машинного обучения. Разработка пригодится при доставке грузов в условиях бездорожья или в среде, где нужно маневрировать между препятствиями.