Тело жизни: огненные амебы и дроны-насекомые с «высшим пилотажем»
В России испытали бесконтактные метод бурения каменных пород с помощью миллиметрового излучения. Кроме того, ученые-медики разработали наногель для быстрого заживления ран, а нейрофизиологи создали прибор для стимуляции критического мышления. Вместе с тем исследователи из США создали робота-насекомого с ИИ, который по летным характеристикам приблизился к живым прототипам, а натуралисты открыли новый вид термостойких амеб-рекордсменов. О самых интересных событиях из мира науки — в еженедельной подборке «Известий».
Миллиметровые волны помогут добыть бесконечную энергию
Исследователи из Института теплофизики имени СО РАН и Института прикладной физики РАН предложили проект бесконтактного бурения с помощью миллиметрового излучения. Оно испаряет даже самые твердые материалы земной коры — граниты и базальты.
Технология позволит достичь горячих сухих пород на глубине 10–25 км, где температуры превышают 4000 ℃. Извлечение этого тепла на поверхность даст возможность создать неограниченные источники энергии в любой точке планеты.
В предложенном проекте излучение направляют на глубину — к забою — по волноводам, пояснил один из инициаторов, научный руководитель ИТФ СО РАН академик Сергей Алексеенко. Оно испаряет породу, а затем пары выводят наверх с помощью продувки инертным газом.
— Преимущество отечественных специалистов — в лидерских компетенциях по созданию гиротронов (источников миллиметрового излучения) мегаваттной мощности. Также в стране накоплен опыт исследований взаимодействия СВЧ-излучения с веществами и создания линий передачи мощного излучения, — прокомментировал заведующий отделом физики плазмы ИПФ РАН Александр Водопьянов.
Он сообщил, что в тестовых испытаниях базальты испаряли источником мощностью в 10 кВт. Если увеличить его до мегаватта, скорость бурения составит несколько метров в час.
Новый гель в два раза ускорит лечение сложных ран
Ученые-медики из Сеченовского университета разработали наногель, который существенно ускоряет восстановление поврежденных тканей. В основе разработки — оксид церия и коллаген. Препарат стимулирует рост клеток и обладает противовоспалительным действием.
Коллаген входит в состав соединительных тканей организма и обеспечивает их прочность и эластичность. При заживлении ран он уменьшает тяжесть воспаления и активирует вещества, которые участвуют в процессе регенерации. Однако исследователи ищут способы улучшить свойства этого белка.
— Коллаген и наночастицы оксида церия дали синергетический эффект. Первый выступает матрицей для роста клеток, а вторые борются с воспалением, защищают клетки от окислительного стресса и стимулируют их рост и деление, — пояснила заведующая лабораторией науки о жизни Сеченовского университета Екатерина Силина.
Она сообщила, что в опытах на животных раны, обработанные новым составом, заживали вдвое быстрее, чем при стандартной терапии. В будущем исследователи планируют протестировать технологию на повреждениях, пораженных микробами, устойчивыми к антибиотикам. Цель — создать универсальное средство для терапии сложных ран.
«Генератор» критического мышления предотвратит обманы
Специалисты университета Лобачевского (ННГУ) представили прототип прибора, который, по замыслу разработчиков, поможет людям в пожилом возрасте поддерживать в тонусе критическое мышление. Устройство, внешне напоминающее шлем, стимулирует гамма-ритмы головного мозга, которые связаны с высокой активностью центральной нервной системы.
— Головной мозг после 35 лет снижает свои функции. Чаще всего мы замечаем потерю памяти. Но самое главное, что характеризует старость, — это потеря критического мышления. Поэтому люди в возрасте часто становятся жертвами мошенников. Чтобы восстановить эту функцию, мы предлагаем наш прибор, — объяснила директор Института биологии и биомедицины ННГУ Мария Ведунова.
Она объяснила, что устройство предназначено для применения одновременно с умственной нагрузкой — чтением книг или решением задач. Это позволит получить более мощный ответ головного мозга. Выраженный эффект появится после нескольких месяцев процедур.
Параллельно в ННГУ испытали прибор для стимуляции альфа-ритмов. Они характерны для слабой активности головного мозга. Действие этого устройства направлено на снижение стресса.
Амебы поставили рекорд выживания в горячей воде
Ученые из Сиракузского университета (США) обнаружили амеб, которые успешно существуют и могут делиться при 63 °C. Это рекорд для эукариот — организмов, чьи клетки содержат ядро. Открытие опровергло представление о том, что выжить и развиваться в таких условиях могут только бактерии и археи. Исследование также расширило круг потенциально обитаемых миров для эукариот.
— В совокупности наши результаты меняют представление о том, где и как может существовать эукариотическая жизнь, — сообщили в научной статье авторы исследования.
Новый вид нашли в геотермальном ручье в нацпарке «Лассен-Волканик» в Калифорнии. Существа получили название Incendiamoeba cascadensis, что переводится как «огненная амеба из Каскадных гор».
Исследователи также выяснили, что при 70 °C эти организмы формируют цисты — временную форму жизни с защитной оболочкой, а после возвращения нормальных условий вновь активизируются.
Роботы-насекомые с ИИ освоили «высший пилотаж»
Неповоротливость дронов-насекомых — одна из главных проблем миниатюрной робототехники. В отличие от природных объектов, такие аппараты двигаются только по плавным траекториям и с небольшими ускорениями.
Прорыв в этой области совершили ученые из Массачусетского технологического института (США). Они изготовили летающего робота весом 0,75 г с машущими крыльями, который показал рекордную маневренность.
Например, в ходе тестовых полетов он совершал рывки в стороны с ускорением до 11,7 м/с². При этом максимальная поперечная скорость (при движении в сторону) составила около 2 м/с. Кроме того, робот за 11 секунд выполнил серию из 10 «мертвых петель». Также он продемонстрировал устойчивость к боковому ветру силой 1,6 м/с.
Таких результатов разработчики добились благодаря контроллеру на основе инновационной нейронной сети. Она способна к эффективной работе при ограниченных вычислительных ресурсах. Благодаря ей дрон приобрел динамику, сопоставимую с живыми насекомыми, научился чувствовать внешние воздействия и быстро на них реагировать.
