Опрос
|
реклама
Быстрый переход
Бактерии научили вырабатывать электричество при обнаружении опасных веществ — для этого их «заключили под стражу»
14.03.2026 [22:23],
Геннадий Детинич
Учёные разработали перспективную систему биоэлектронных датчиков, в которой живые бактерии способны генерировать электрический сигнал при обнаружении определённых веществ в жидкости. Основой технологии стал гидрогель, созданный из хитозана — природного полимера, извлекаемого в основном из панцирей ракообразных. Датчики безвредны и безопасны даже для проверки продуктов, что сразу же испытали на молоке для поиска нежелательных примесей. 
Источник изображения: Rice University Вырабатывающие электричество бактерии известны давно, и их довольно много, чтобы можно было выбирать, за какими веществами им нужно следить. Главная проблема заключалась в том, что при погружении колоний бактерий в жидкую среду для их работы они вымывались сами либо вымывалось вещество, которое было одним из агентов в системе детектирования — в частности, для переноса электронов от бактерий к электродам датчиков. Необходимо было как-то удержать бактерии и медиаторы вместе, чтобы их не унесло потоком исследуемой жидкости. Каркасом или «крепостью» для бактерий и медиаторов стал гидрогель из хитозана. Он не только удерживал их вместе, не позволяя вымываться жидкой средой, но и служил основой для крепления редокс-медиаторов, переносящих электроны от возбуждённых бактерий к электродам датчиков. Хитозан извлекается не только из панцирей ракообразных, но также из раковин моллюсков, грибов и каркаса насекомых. К тому же он безопасен для окружающей среды и человека и способен удачно заменить синтетические носители. При контакте с целевыми загрязнителями (например, токсичными веществами в сточных водах или пищевых продуктах) микроорганизмы запускают дыхательную цепь переноса электронов, генерируя стабильный электрический сигнал, который можно регистрировать приборами. Разработанная технология продемонстрировала хорошие перспективы для мониторинга качества воды и пищевых продуктов. Исследователи поместили датчик с модифицированными версиями пробиотических бактерий L. plantarum в молоко. Эти бактерии вырабатывают электрический сигнал в ответ на присутствие в продукте такого консерванта, как сакацин P, и через несколько часов был получен соответствующий электрический сигнал — бактерии обнаружили искомое вещество и проявили электрическую активность. Дальнейшее развитие метода может привести к широкому внедрению подобных решений в промышленности, экологии и здравоохранении, способствуя переходу к зелёным технологиям на основе живых микроорганизмов. Учёные научились замораживать и размораживать мозг без повреждений — криоконсервация людей стала на шаг ближе
13.03.2026 [14:47],
Геннадий Детинич
Учёные из Университета Фридриха-Александра в Эрлангене-Нюрнберге (FAU) и Университетской клиники Эрлангена добились прорыва в области криоконсервации нервной ткани мозга. Для этого они разработали и применили метод витрификации — сверхбыстрого охлаждения тканей до температур ниже –130 °C, при котором вода в клетках переходит в стеклообразное состояние без образования разрушающих клетки кристаллов льда. 
Источник изображения: ИИ-генерация Grok 4/3DNews Первым объектом исследования стали срезы гиппокампа мозга взрослой мыши — ключевой структуры, отвечающей за память и обучение. Благодаря оптимизированному составу криопротекторов и контролируемому процессу замораживания и оттаивания удалось сохранить тончайшую структуру ткани практически без изменений, что было подтверждено электронной микроскопией. После оттаивания замороженные срезы гиппокампа возобновили электрическую активность: нейроны спонтанно генерировали и передавали импульсы, а нейронные сети функционировали почти как в свежей ткани. Более того, исследователи смогли запустить долговременную потенциацию — ключевой клеточный механизм, лежащий в основе обучения и закрепления новой информации. Это означает, что не только нейроны, но и более «нежные» синапсы сохранили свою структуру и способность усиливать передачу сигналов в ответ на стимулы, имитирующие процессы обучения. Достижение важно тем, что ранее витрификация мозга считалась проблематичной из-за токсичности криопротекторов и разрушения сложных синаптических связей. Новая методика позволяет сохранять функциональность нервной ткани на короткий срок (в эксперименте — до нескольких дней), открывая перспективы для хранения биообразцов мозга пациентов для последующего анализа спустя годы, что может ускорить разработку лекарств и изучение патологий. Хотя работа пока ограничена краткосрочным восстановлением активности тканей в лабораторных условиях и не подразумевает оживления целого мозга или организма, она даёт надежду на дальнейшее развитие криоконсервации, искусственной гибернации (в том числе для космических полётов) и отложенного лечения неизлечимых на сегодня болезней. Учёные начали строить дата-центры из биокомпьютеров на клетках человеческого мозга
10.03.2026 [15:22],
Алексей Разин
Учёные и изобретатели давно пытаются подсмотреть удачные решения у природы, а потому стартап Cortical Labs разрабатывает биокомпьютеры, сочетающие выращенные на основе клеток человеческой крови нейроны человеческого мозга и полупроводниковые чипы. Существующие экземпляры таких гибридных систем уже научились играть не только в Pong, но и в Doom. И из таких систем уже начали строить дата-центры. 
Источник изображения: Cortical Labs, Bloomberg Австралийский стартап Cortical Labs уже запустил небольшой центр обработки данных на основе биокомпьютеров CL1 в Мельбурне, а в Сингапуре аналогичная экспериментальная площадка возводится в сотрудничестве с DayOne Data Centers. Исследователи разработали гибридный процессор, который отправляет компьютерные команды выращенным в лабораторных условиях клеткам человеческого головного мозга, а затем пытается интерпретировать их ответы. В отличие от мощных суперкомпьютеров, такая биологическая гибридная система потребляет очень мало электроэнергии. По сути, один модуль CL1 по уровню энергопотребления сопоставим с карманным калькулятором. Пока первый биологический суперкомпьютер на основе систем CL1 не может похвастать высоким быстродействием, но его возможности постоянно совершенствуются. Сперва создатели научили его играть в Pong, а недавно подняли планку мастерства до всем известного Doom. Специализированный ЦОД в Мельбурне разместит 120 модулей CL1, а новая площадка в Сингапуре сможет приютить до 1000 таких модулей, хотя и поэтапно. Курировать работу второго ЦОД будет Национальный университет Сингапура. Учёные вырастили горох в имитаторе лунного грунта, но отведать супчику побоялись
06.03.2026 [14:02],
Геннадий Детинич
Герой Мэтта Деймона в фильме «Марсианин» по одноимённому произведению Энди Уира выращивал картофель в марсианском грунте, решая проблему выживания на Марсе. Но проблема шире — земным колониям так или иначе придётся научиться самостоятельно обеспечивать себя продуктами питания, пусть даже на Луне. Свежей работой в этом направлении стал эксперимент по выращиванию нута в имитации лунного реголита в смеси с удобрениями. 
Не весь горошек радуется свету и теплу. Не весь. Много засохших побегов. Источник изображения: Jessica Atkin Сразу скажем: вышло что-то из другой сказки — о каше из топора. Чтобы растение выросло и смогло принести плоды в лунном грунте, туда пришлось добавить много необходимого растениям, чего категорически нет в реголите, — органические соединения. Органика добавлялась в виде переработанного красными калифорнийскими червями компоста. Это так называемый вермикомпост, который образуется в процессе поедания червями картона, тряпок и остатков пищи, даже животного происхождения. Но питание — ещё не всё. Реголит содержит химически ядовитые для растений соли, поэтому его концентрация в питательном субстрате для выращивания должна быть относительно небольшой. С влагопоглощением у реголита тоже всё плохо — для удержания воды нужны добавки. В целом почти один в один сказка о каше из топора: положить можно, но лучше немного и только для веса. Кстати, часть реголита была настоящей — из привезённого с Луны миссиями «Аполлон». А могли бы использовать весь: залежи образцов лунного грунта до сих пор находят на складах NASA в количестве сотен килограммов неучтённого материала. Кроме компоста учёные добавили в смесь микоризные грибы, которые способны стимулировать рост растений, а также перерабатывать минералы и органику в усвояемые растениями вещества. Грунт готовили в разных пропорциях: от 100-процентного вермикомпоста до смесей с 75 % реголита и 25 % компоста. Растения выращивали в контролируемой камере при Техасском университете A&M. Микоризные грибы и органика улучшали структуру субстрата, снижали доступность токсичных металлов и создавали благоприятную среду для корневой системы. Без таких добавок реголит остаётся практически стерильным и непригодным для нормального роста. Растения успешно проходили все стадии — прорастание, вегетацию, цветение и образование семян — даже в смесях с преобладанием реголита (до 75 %). С увеличением доли лунного грунта снижались общая биомасса и количество семян, однако иногда размер бобов оставался стабильным. Полученные семена нута казались съедобными и пригодными для употребления в пищу, но исследователи не решились их попробовать. Эта работа стала первым задокументированным случаем, когда бобовая культура дала полноценный урожай в субстратах, максимально приближённых к лунным. Исследователи подчёркивают, что нут — ценный источник белка и других питательных веществ, что делает его перспективным для космического питания. Но всё это в будущем. Ещё предстоит проверка «выращенного на Луне» нута на пригодность в пищу. Но это будет уже другая история. В Китае создали первый в мире беспилотник из бамбука — на очереди спутники
04.03.2026 [11:30],
Геннадий Детинич
Древние цивилизации отличаются верностью традициям, включая использование исконных материалов. На новом витке технологического развития природные материалы, характерные для той или иной географии, способны обрести второе дыхание. Не случайно японцы начали создавать спутники из дощечек магнолии. Китайцы же обратились к бамбуку, который оказался подходящим материалом для обшивки беспилотников. 
Источник изображения: Xinhua Этот интересный проект реализован совместными усилиями Международного центра бамбука и ротанга (International Centre for Bamboo and Rattan), Нинбоского института технологий Пекинского авиационного университета (Beihang University’s Ningbo Institute of Technology) и компании Long Bamboo Technology Group. В начале 2026 года беспилотник успешно совершил первый полёт в Тяньцзине. Более 25 % конструкции аппарата выполнено из композитных материалов на основе бамбука, что делает его пионером по объёму использования такого сырья в летательных аппаратах данного типа. По техническим характеристикам беспилотник представляет собой аппарат с поворотными винтами, способный к вертикальному взлёту и посадке. Размах фиксированного крыла превышает 2,5 м, масса составляет около 7 кг, крейсерская скорость — более 100 км/ч, а время полёта — свыше одного часа. Такие параметры делают машину пригодной для различных задач мониторинга, доставки и разведки. Разработчики подчёркивают, что создание такого дрона потребовало преодоления серьёзных технических вызовов в области формования, обеспечения механических свойств и устойчивости к воздействию внешней среды. Основное преимущество новинки — значительное снижение стоимости производства. По данным разработчиков, бамбуковые композиты стоят примерно в четыре раза дешевле углеродного волокна, что позволяет уменьшить общую стоимость конструкции более чем на 20 %, а в некоторых публикациях указывается экономия до 75 % по отдельным компонентам. Кроме того, дрон получился на 20 % легче аналогичных аппаратов из углепластика при сохранении необходимой прочности и жёсткости. Это решает две ключевые проблемы традиционных материалов: высокое энергопотребление при производстве и практически полную неразлагаемость в природе. Перспективы применения бамбуковых композитов выходят далеко за рамки беспилотной авиации. Материал рассматривается как экологически чистая альтернатива для нового электрического транспорта, включая электромобили, морское оборудование, спутники и даже более сложные космические аппараты. Использование быстро возобновляемого бамбука вместо нефтехимических композитов способствует снижению углеродного следа и открывает путь к более устойчивому производству высокотехнологичной продукции в будущем. При этом ни одна панда не пострадает от возможного дефицита бамбука — в Китае с этим строго. Выращенный на чипе живой мозг сыграл в DOOM — не слишком умело, зато сам
26.02.2026 [14:46],
Геннадий Детинич
Австралийская компания Cortical Labs год назад представила уникальный персональный компьютер CL1 — компактную настольную систему, внутри которой расположено примерно 200 000 живых человеческих нейронов, выращенных на массиве электродов микрометрового размера. Нейроны внутри системы поддерживаются в живом состоянии благодаря специальной системе питания и доставки кислорода. Недавно этому мозгу на чипе предложили сыграть в DOOM. И он принял вызов. 
Источник изображения: 3DNews В своей основе платформа CL1, о которой мы подробно рассказывали примерно год назад, позволяет устанавливать двунаправленную связь между цифровым миром и живой нервной тканью: электроды могут стимулировать живые нейроны электрическими сигналами, а также считывать их электрическую активность (спайки). Ранее эта же команда уже демонстрировала, как массив нейронов играет в Pong, обнаруживая способность к простому обучению с подкреплением. Теперь же в работу был запущен гораздо более сложный проект — игра в такую классику, как DOOM.  Используя открытый API Cortical Labs, независимый разработчик Шон Коул (Sean Cole) менее чем за неделю смог подключить DOOM к системе CL1. Видеопоток игры преобразовывался в паттерны электрической стимуляции: например, появление демона слева активировало определённую группу электродов, имитируя зрительный сигнал в соответствующей области культуры нейронных клеток. В ответ активность нейронов интерпретировалась как команды управления — движение вправо, выстрел, поворот и т.д. Таким образом, удалось создать замкнутый цикл: визуальное восприятие — обработка в нейронной сети — моторный ответ, что позволило колонии нейронов по-настоящему сыграть в трёхмерный шутер от первого лица. Игровые способности нейронов пока остаются на уровне новичка: они способны замечать врагов, стрелять и перемещаться, однако делают это хаотично и неэффективно. Тем не менее уже наблюдаются признаки адаптивного поведения и начального обучения. Авторы подчёркивают, что для существенного прогресса необходимы более совершенные алгоритмы обратной связи (система наград и наказаний), улучшенные способы кодирования информации и декодирования активности. Главный вывод эксперимента — проблема интерфейса между цифровыми системами и живыми нейронами фактически решена, что открывает путь к экспериментам в области биологических нейровычислений. Компания позиционирует проект как шаг к новому классу вычислительных систем, где вместо кремниевых чипов или искусственных нейронных сетей используются настоящие человеческие нейроны. Стоимость одного такого настольного ПК с живыми колониями нейронов достигает $35 000. Разработчик призывает не медлить и начать эксперименты в этой новой для всего мира области вычислений. Инженер создал 10-граммовую робо-птицу, которая разгоняется до 31 км/ч и управляется со смартфона
18.02.2026 [15:44],
Геннадий Детинич
Французский инженер Эдвин Ван Рюмбеке (Edwin Van Ruymbeke) представил дрон-орнитоптер «Стриж» (Swift). Этот небольшой дрон имитирует полёт настоящих птиц, в частности стрижа, за счёт активных маховых движений крыльями для создания подъёмной силы. Управление осуществляется через мобильное приложение под iOS или Android, а сама модель позиционируется как наиболее развитый и универсальный орнитоптер из тех, которые можно купить по разумной цене. 
Источник изображений: Edwin Van Ruymbeke В настоящий момент проект «Стриж» находился на завершающей стадии разработки и подготовки к производству для частных заказов. Главное техническое новшество «птички» заключается в использовании двух сменных хвостов: скоростного (Speed tail) для полёта на высокой скорости и точного (Precision tail) для медленного и стабильного маневрирования. Благодаря этому орнитоптер способен развивать скорость до 31 км/ч на открытом воздухе и снижать её до 3,5 км/ч, что позволяет уверенно летать даже в помещениях. Робо-птица весит всего 10,9 грамма, выполнена из лёгкого вспененного полипропилена, углеродных стержней и титана, что обеспечивает высокую прочность и устойчивость к авариям. Время полёта от одной зарядки составляет 10–12 минут, а дальность управления достигает 150 метров.  Управление орнитоптером максимально интуитивно: приложение предлагает пять предустановок для каждого хвоста, регулирующих скорость, планирование и отзывчивость, а встроенная инерциальная система в реальном времени корректирует полёт и помогает стабилизировать аппарат даже новичкам. Дополнительно доступен опциональный аксессуар X-Play — ёмкостный джойстик, надеваемый на смартфон и превращающий его в классический пульт. Запуск возможен как с руки, так и с земли благодаря небольшим колёсикам на корпусе. «Стриж» выделяется на фоне большинства других орнитоптеров, которые обычно ограничены одной «крейсерской» скоростью и требуют больших открытых пространств. Благодаря сменным хвостам и продвинутой электронике он сочетает высокую динамику полёта на улице с возможностью точного управления в ограниченном пространстве. Это делает его интересным не только для любителей, но и важным как демонстрация прогресса в области копирующих природу летательных аппаратов малого класса. На момент написания статьи розничная цена устройства планируется на уровне €156, а благодаря взносу на площадке Kickstarter можно уложиться в €109. Первые поставки запланированы на сентябрь этого года. В Китае создали «глаз мухи» для дронов с панорамным зрением и встроенным «обонянием»
13.02.2026 [22:00],
Геннадий Детинич
Исследователи пока не смогли создать сферические мушиные глаза, но даже упрощённый глаз на плоской подложке впечатляет миниатюрными размерами и возможностями. Это платформа размером всего 1,5 × 1,5 мм. По сути, это габариты насекомого, что приближает появление миниатюрных дронов размером с таракана или даже муху. Современные устройства машинного зрения намного крупнее, сложнее и требуют значительной энергии и вычислительных ресурсов, от чего китайская разработка ушла довольно далеко. 
Источник изображения: Nature Communications 2026 Более того, этот миниатюрный датчик содержит сенсоры ряда опасных газов, которые искусственный глаз распознаёт автоматически. Даже мухи на такое не способны — их глаза лишены обоняния. Комбинация зрения и обоняния на одном компактном сенсоре — это шаг на пути повышения энергоэффективности миниатюрных роботизированных платформ, а также увеличения скорости их реагирования на окружающую обстановку. Отвечающая за зрение часть датчика состоит из 1027 элементов с микролинзами, напечатанными непосредственно на гибком фотодетекторе с помощью фемтосекундной лазерной двухфотонной полимеризации (FL-TPP). Это делает каждый оптический элемент изолированным от других, обеспечивая поле зрения шириной 180°. Слияние вспышек света для датчика начинается с частоты выше 1 кГц — это почти на два порядка больше, чем у человеческого глаза. Тем самым искусственный мушиный глаз различает намного более быстрые движения. Обонятельная компонента реализована методом струйной печати на той же платформе: массив колориметрических сенсоров меняет цвет при контакте с опасными газами и химикатами, имитируя «нюх» насекомого. Дополнительно между линзами добавлены щетинки, как у настоящих насекомых, что необходимо для защиты от запотевания во влажной среде. Щетинки удержат капельки влаги на себе и не дадут им затянуть линзы. В тестах датчика на миниатюрном четырёхколёсном роботе система продемонстрировала высокую чувствительность при сближении с препятствиями и движущимися помехами без необходимости поворота «головы» благодаря панорамному обзору. Робот одновременно обнаруживал препятствия слева и справа, а также реагировал на утечки опасных газов. Устройство показало отличную производительность в обнаружении быстрых движений и химических угроз, превзойдя многие существующие сенсоры по компактности и энергоэффективности. Разработка открывает новые возможности для навигации беспилотных платформ, включая микродроны и рои роботов, в сложных условиях — например, при поиске выживших в завалах или мониторинге химических утечек в зонах катастроф. Такой датчик может значительно повысить «интеллект» биороботов за счёт одновременного визуально-обонятельного восприятия при минимальной массе и энергозатратах, обеспечивая важный шаг в направлении автономных систем следующего поколения. Биоинженеры впервые встроили квантовый механизм в природный белок
30.01.2026 [14:14],
Геннадий Детинич
Биологам давно известны квантовые механизмы в природных белках и живых организмах, например, явление флуоресценции и биомагнитная ориентация птиц и насекомых. Природа в этом опередила человека. Но учёные воспользовались эволюционным методом для искусственного отбора белков с нужными им свойствами и впервые целенаправленно получили природный белок со встроенным квантовым механизмом. 
Источник изображения: University of Oxford Проделанная работа может считаться одним из первых в Великобритании междисциплинарных исследований, в котором приняли участие специалисты по ИИ, биологии и квантовым наукам. Это триада, которая становится остриём современного развития науки и техники во всём мире. Неудивительно, что на стыке этих дисциплин произошёл прорыв, если так можно сказать, в постквантовый киберпанк. Белки с квантовыми устройствами — это возможность наделить человека чем-то таким, что до этого представлялось настоящей фантастикой. Учёные из Университета Оксфорда (University of Oxford) целенаправленно контролировали процесс мутации одного из белков овсянки до наделения его требуемыми свойствами. В данном случае исследователи добивались чувствительности белка к микроволновому излучению. Тем самым были разработаны так называемые магниточувствительные флуоресцентные белки (MFPs), способные взаимодействовать с магнитными полями и радиоволнами при возбуждении белка светом определённой длины волны. Безусловно, подобное открывает совершенно новый класс биотехнологий, основанных на квантовых эффектах, а не только на классической биофизике или химии. Механизм работы квантового белкового комплекса следующий: магниточувствительные флуоресцентные белки возбуждаются светом синего светодиода. Сами по себе они излучают флуоресцентный свет другого цвета (зелёный). Интенсивность этой флуоресценции можно регулировать, применяя магнитные или радиочастотные поля соответствующей мощности и частоты. Внутри белка существует электронная система, способная поддерживать квантовые состояния спина или другие квантовые явления, на которые непосредственно воздействует микроволновое излучение. Тем самым белок имеет встроенный квантовый механизм, которым учёные могут управлять по своему желанию. Одним из перспективных направлений применения таких белков является молекулярная визуализация внутри живых организмов. Исследователи уже создали прототип прибора, который с помощью принципов, схожих с магнитно-резонансной томографией (МРТ), способен обнаруживать эти белки в ткани. Однако, в отличие от традиционной МРТ, новая технология потенциально сможет отслеживать конкретные молекулы или экспрессию генов, что критично для задач целевой доставки лекарств и мониторинга генетических изменений, например в опухолях. Слепому человеку впервые вернули зрение с помощью напечатанной на 3D-принтера роговицей
02.12.2025 [19:00],
Геннадий Детинич
В конце октября 2025 года в Институте глаза Рамбам (Rambam Eye Institute) в Израиле впервые в мире была успешно проведена трансплантация полностью 3D-печатной роговицы, которая вернула зрение слепому пациенту. Роговица напечатана в несколько слоёв из клеток донора в полном соответствии с естественной структурой этой части глаза человека. 
Источник изображений: Precise Bio Имплантат создан американско-израильской компанией Precise Bio по технологии, основанной на разработках британского Университета Ньюкасла (Newcastle University). Роговица может повреждаться инфекцией, генетически или от травмы, лишая человека зрения. Донорская ткань хорошо приживается, но её запасов в большинстве стран обычно нет. Предложенная учёными технология позволяет напечатать 300 роговиц из клеток одной роговицы донора, решая проблему нехватки донорской ткани. 
Принтер напечатал роговицу толщиной 500-600 мкм с разрешением в мкм и с заданной кривизной Технология использует высокоточный 3D-биопринтер, который послойно формирует пространственную структуру роговицы (эпителий, строма, эндотелий) из слоёв коллагенового геля с культивированными клетками. После печати имплантат «дозревает» в биореакторе, приобретая естественную прозрачность и механические свойства. Благодаря полной биосовместимости отторжения практически не происходит, а иммуносупрессия не требуется. Процедура заняла стандартное время — от часа до двух, а восстановление зрения у пациента произошло в течение нескольких недель без осложнений. Успешная операция открывает путь к массовому производству роговиц и, в перспективе, других органов (сердца, печени, почек). В отличие от традиционной трансплантации, зависящей от доноров (которых катастрофически не хватает), новая технология обещает ликвидировать очереди, по крайней мере в офтальмологии. Это событие признано одним из главных медицинских прорывов 2025 года и даёт надежду миллионам людей, страдающих от слепоты из-за повреждения роговицы. Грибная электроника приближается — учёные превратили мицелий шиитаке в нейронную сеть
28.10.2025 [12:26],
Геннадий Детинич
В последние годы учёные активно исследуют возможность использования в электронике грибного мицелия как естественной нейронной сети. С его помощью электроника может стать биоразлагаемой и энергоэффективной, создав основу для высокопроизводительных вычислений будущего, где обычная компостная куча сможет стать элементом кластера. 
Источник изображения: The Ohio State University / John LaRocco Традиционные полупроводники на всех этапах обработки требуют огромных энергозатрат и наносят вред окружающей среде, тогда как грибные структуры предлагают экологически чистый и менее затратный с точки зрения потребления энергии подход к обработке и хранению данных. В новом исследовании учёные из Университета штата Огайо (The Ohio State University) предприняли попытку создать на основе обычных съедобных грибов органические мемристоры — компоненты, имитирующие нейронную активность мозга. Подобная технология открывает путь к биоэлектронике, где грибные сети выступают в роли стабильных и недорогих элементов вычислительных платформ. В ходе работы, результаты которой были опубликованы в журнале PLOS ONE, исследователи культивировали образцы мицелия шиитаке и шампиньонов, после чего высушили их для лучшей сохранности и подключили к электронным цепям. Для тестирования применялись различные напряжения и частоты: в мицелий помещались электроды, а съём данных производился в разных точках структуры. Таким образом, учёные «обучали» сеть мицелия работать подобно мемристору — элементу памяти, который сохраняет информацию о предыдущих электрических состояниях. В ходе экспериментов было обнаружено, что некоторые участки мицелия воспроизводят эффекты памяти, аналогичные работе полупроводниковых чипов. В частности, удалось добиться скорости переключения электрического состояния мицелия с частотой 5850 Гц и точностью 90 %. По мере увеличения частоты эффективность работы памяти из мицелия снижалась, однако этот барьер можно преодолеть за счёт расширения сети (и параллельной работы множества элементов памяти) — что для грибного мицелия труда не составит. В режиме ожидания, как нетрудно догадаться, мицелий не требовал энергии для поддержания состояний. Получив столь интересный результат, учёные уже мечтают о носимых гаджетах с грибным мицелием в качестве нейронной сети и о создании огромных ферм для масштабирования вычислений в интересах аэрокосмической отрасли или супервычислений — с минимальными затратами энергии и возможностью полной утилизации «грибных» компьютеров. Почему были выбраны грибы шиитаке? Возможно, это реверанс в сторону спонсора работы — Исследовательского института Honda. Учёные сделали экологичный аккумулятор на витамине B2
16.10.2025 [11:22],
Геннадий Детинич
Прогресс в развитии аккумуляторов движется по разным направлениям, включая поиск биоразлагаемых и безопасных для природы и человека ингредиентов батарей. Новым и перспективным открытием на этом пути стала разработка проточной батареи на основе процессов, имитирующих выработку энергии в теле человека. Более безопасную технологию просто трудно представить — основными составляющими процесса являются витамин B2 и глюкоза. 
Источник изображения: ИИ-генерация Grok 3/3DNews Витамин и ложка сахара буквально могут стать основой для нового поколения экологически чистых аккумуляторов. Об открытии в журнале ACS Energy Letters сообщили исследователи Бингемтонского университета в США (Binghamton University, SUNY). Разработка не использует металлические катализаторы и опасные соединения для электродов и электролита. Окисление глюкозы высвобождает электроны, а переносчиком зарядов выступает рибофлавин — обычный витамин B2. Примерно такие процессы происходят в организме человека, когда глюкоза из пищи с помощью ферментов и молекул превращается в энергию для поддержания жизни, а рибофлавин является её фактическим переносчиком. Проточные аккумуляторы отличаются от обычных тем, что в них энергия накапливается в жидком электролите, который циркулирует по системе. Когда электролит перемещается между положительным и отрицательным электродами, он вступает в химические реакции, в результате которых энергия высвобождается или накапливается. Сегодня наиболее распространены ванадиевые проточные батареи. Прототип проточной батареи на витамине и глюкозе при комнатной температуре показал себя не хуже коммерческой ванадиевой, что подчёркивает хорошие перспективы разработки.  Более того, в новой конструкции биоразлагаемого аккумулятора традиционные катализаторы из золота и платины заменены углеродными электродами. У отрицательного электрода глюкоза окислялась, теряя электроны, которые тут же подхватывал витамин B2, а у положительного электроны вступали в связь благодаря кислороду либо феррицианиду калия, создавая ток. При этом витамин рибофлавин оставался стабильным даже в сильно подщелоченной среде, необходимой для поддержания активности глюкозы. Элемент на основе феррицианида калия показал такую же удельную мощность при комнатной температуре, как и коммерческие ванадиевые проточные батареи. Это доказывает, что рибофлавин может работать наравне с системами на основе металлов. Версия на основе кислорода реагировала медленнее, но была более практичной и экономичной для крупномасштабного производства. Небольшой проблемой стало разрушение рибофлавина на свету в присутствии кислорода, но это решаемо. Привлекательной остаётся более высокая удельная мощность батареи в присутствии кислорода. 
Напечатанный на 3D-принтере прототипе батареи на витамине и глюкозе. Источник изображения: Binghamton University После доработки аккумуляторная система на основе рибофлавина и глюкозы может стать важным шагом на пути к устойчивому хранению энергии. Благодаря натуральным, биоразлагаемым и недорогим компонентам такие аккумуляторы однажды могут стать экологичной альтернативой для питания домов или небольших устройств без использования токсичных металлов и зависимости от сложных цепочек поставок. У мозга появился конкурент — ДНК-компьютер с невероятно доступным источником питания
02.10.2025 [22:17],
Геннадий Детинич
Практически все вдохновленные биологией разного рода молекулярные компьютеры сталкиваются с фундаментальной проблемой: отсутствием универсального источника энергии, подобного электричеству в компьютерах или АТФ в живых организмах. Это делает их одноразовыми, ограничивая выполнение задач до исчерпания «топлива». Учёные из США разработали ДНК-компьютер с невероятно доступным источником питания — это обычное тепло, которое можно найти везде. 
Источник изображения: ИИ-генерация Grok 3/3DNews Об открытии статьёй в журнале Nature сообщили исследователи Тяньци Сонг (Tianqi Song) и Лулу Цянь (Lulu Qian) из Калифорнийского технологического института (Caltech). Они разработали многослойные логические схемы и нейронные сети на основе ДНК, которые можно многократно перезаряжать простым циклом нагрева и охлаждения. Такой подход позволяет системам работать минимум 16 циклов без накопления отходов, открывая путь к автономным молекулярным вычислениям. У мозга появился конкурент: органика оказалась способной к сложным «раздумьям» на иных принципах без использования нервных тканей. Учёные нашли выход в том, что назвали кинетической ловушкой. Это стало механизмом перезарядки ДНК-компьютера. «Это как взведённая мышеловка», — поясняют исследователи. Она готова к действию от малейшего прикосновения. Нити ДНК специально спроектированы так, чтобы сгибаться в форму шпильки-невидимки для волос. При нагреве до 95 °C все нити разделяются и свободно плавают в растворе. При охлаждении они быстро формируют шпильки — одномолекулярные структуры. Эта шпилька остаётся заряженной — готовой к действию — до появления в растворе входных данных в виде молекул-катализаторов. Катализаторы высвобождают энергию в процессе распрямления молекул ДНК. В зависимости от входных данных, зашифрованных в молекулах-катализаторах, происходит вычислительный процесс — реакции молекул ДНК. Чтобы вернуть схему в первоначальное состояние, необходимо нагреть раствор и затем охладить его: молекулы ДНК снова распрямляются, а потом сворачиваются в форму шпилек. Такой простой цикл обеспечивает полную перезагрузку схемы за считаные минуты — без внесения химикатов и иной подпитки. Для эксперимента исследователи создали полноценную 100-битную нейронную сеть, способную классифицировать рукописные цифры «6» и «7» из базы данных MNIST. Система включала до 289 различных нитей ДНК в одной пробирке и использовала чередующиеся слои вентилей из «шпилек». Такая архитектура обеспечила бесперебойную передачу сигналов через несколько уровней, минимизируя помехи и повышая масштабируемость. Вычисления происходили без чипов или электричества, полагаясь исключительно на молекулярные взаимодействия, что наглядно продемонстрировало потенциал ДНК для решения сложных задач машинного обучения. 
Источник изображения: Nature 2025 После отработки алгоритма раствор с ДНК перезагружается: добавляются молекулы-ингибиторы для нейтрализации входных данных (молекул-катализаторов), затем следует нагрев для разделения нитей и охлаждение для нового формирования шпилек. Этот процесс был повторён для десяти тестовых изображений, подтвердив надёжность системы в обработке разнообразных данных. Отсутствие накопления отходов и стабильность на протяжении 16 циклов подчеркнули практическую жизнеспособность подхода и преодоление прежних ограничений ДНК-вычислений, где логические элементы быстро деградировали из-за побочных продуктов. Прорыв радикально расширяет понятие компьютера, показывая, что устойчивые вычисления возможны без проводов или кремния — достаточно простых изменений температуры. Он закладывает основу для автономных химических систем с вычислениями и обучением без контроля, во многом имитируя эволюцию жизни. Это также обостряет вопросы о природе интеллекта, противопоставляя наш эволюционировавший мозг «мышлению» в молекулярных нейронных сетях. Белок живой клетки впервые превратили в кубит — это сулит квантовые вычисления при комнатной температуре
21.08.2025 [20:28],
Геннадий Детинич
Пока учёные спорили о вероятной квантовой природе человеческого мышления, исследователи из Притцкеровской школы молекулярной инженерии Чикагского университета (UChicago PME) сделали удивительное открытие — превратили белок из живой клетки в полноценный кубит. При этом не нужно никаких сверхнизких температур — белок демонстрирует квантовые свойства при комнатной температуре в составе живого организма. 
Источник изображения: ИИ-генерация Grok 3/3DNews «Мы вступаем в эпоху, когда граница между квантовой физикой и биологией начинает стираться. Именно здесь произойдёт прорыв в науке», — высказал своё мнение один из учёных, не принимавший участия в экспериментах. На самом деле биологические процессы по своей сути вполне квантовые — как, впрочем, и вся физика и химия во Вселенной. Другое дело, что обнаружить и использовать квантовые свойства элементарных частиц или макроструктур — это сложная задача для современной науки. До сих пор учёные могли проделать это только в чрезвычайно защищённых условиях и при сверхнизких температурах. Не потому, что иначе невозможно, а потому, что так проще. Понятно, что обнаружение и использование квантовых свойств в структурах живых клеток и организмов — задача на порядки более сложная. Но «кванты» там есть, и это позволяет к ним двигаться. Причём речь идёт не обязательно о вычислениях (хотя идея квантового компьютера в голове звучит любопытно). Наиболее полезное применение «живых» кубитов — это датчики и диагностика. Квантовый МРТ раскрыл бы больше тайн о живом, чем мы узнали к сегодняшнему дню. Например, появление болезни можно было бы отслеживать с квантового уровня — самой тонкой организации материи, до которой добралась современная наука. Наконец, встроить в живую клетку датчик из сверхпроводящего кубита невозможно — она тут же перестанет быть живой. Если говорить об исследовании, то учёные обнаружили квантовые свойства у белка EYFP — улучшенного жёлтого флуоресцентного белка. EYFP обычно используется в биологии как флуоресцентная метка для наблюдения за клетками. В ходе экспериментов с EYFP учёные зафиксировали у него квантовое поведение, которое смогли считывать и контролировать. Квантовые состояния белка считывались с помощью света — как в случае классических сверхпроводящих кубитов, а управлялись микроволновым излучением — это один из распространённых методов переключения квантовых состояний. Белковые кубиты демонстрировали когерентность — состояние суперпозиции и его удержание. Более того, квантовые свойства белок проявлял не только в изолированном виде, но и в составе живых клеток — что невозможно переоценить. По мнению исследователей, новые белковые кубиты пока не столь чувствительны, как лучшие современные квантовые сенсоры, которые часто создаются из алмазов. Однако их истинная сила в том, что они изначально природой предназначены для работы непосредственно в живых клетках. Это открытие расширяет горизонты квантовых технологий, поскольку представляет собой «радикально иной подход к разработке квантовых материалов». И это — не говоря уже о перспективах создания квантовых датчиков в живых организмах. Китайцы научились превращать углекислый газ в сахар
15.07.2025 [10:58],
Геннадий Детинич
Китайские учёные сделали перспективное открытие — они научились эффективно превращать углекислый газ в сложные углеводы: сахар, фруктозу, глюкозу и другие органические вещества, которые могут быть использованы в пищевой и химической промышленности. Разработка одновременно решает две глобальные проблемы: снижение уровня углекислого газа в атмосфере Земли и обеспечение продовольственной безопасности. 
Источник изображения: ИИ-генерация Grok 3/3DNews В процессе разработки технологий преобразования углекислого газа во что-то полезное — топливо, химическое сырьё или даже продукты питания — учёные уже научились эффективно превращать CO₂ в простые молекулы. Однако для конверсии углекислого газа в углеводы и углеводороды, состоящие из длинных цепочек (более 12 атомов углерода), не существовало простых решений. Учёные из Тяньцзиньского института промышленной биотехнологии Академии наук Китая, по их словам, смогли найти приемлемый путь и добились впечатляющих результатов. Казалось бы, Китай, как страна с преимущественно тёплым и влажным климатом (если не учитывать необжитые пустыни и горные районы), способен полностью обеспечивать себя сахаром — тростниковым или свекольным. Однако на практике из 15 млн тонн сахара, ежегодно потребляемого в стране, около 5 млн тонн приходится импортировать. Расширение сельхозугодий под посевы означает дополнительную нагрузку на окружающую среду и чрезмерное использование земель, что в итоге может негативно сказаться на климате. Производство сахара из воздуха стало бы крайне востребованным решением. Учёным удалось создать процесс эффективного синтеза сложных углеводов из CO₂. Сначала в присутствии катализаторов и ферментов синтезируется метанол, а затем на его основе можно получать различные соединения для пищевой и химической промышленности, включая фруктозу, амилозу, амилопектин, целлобиозу и целлоолигосахариды. Эффективность конверсии достигает впечатляющих 86 %, а реакционные цепочки короткие, что значительно сокращает энергозатраты. Перспективный метод преобразования углекислого газа был успешно испытан в лаборатории. Учёные обещают довести технологию до стадии коммерческого производства. |
© 1997—2026 Электронное периодическое издание "3ДНьюс" | Свидетельство о регистрации СМИ Эл ФС 77-22224
выдано Федеральной Службой по надзору за соблюдением законодательства в сфере массовых коммуникаций и охране культурного наследия
При цитировании документа ссылка на сайт с указанием автора обязательна. Полное заимствование документа является
нарушением
российского и международного законодательства и возможно только с согласия редакции 3DNews.
MWC 2018
2018
Computex
IFA 2018
