Сегодня 19 марта 2024
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Теги → природа

Искусственный интеллект будет учиться принимать быстрые и точные решения у пчёл

Группа британских и австралийских учёных изучила стратегию поиска нектара медоносными пчёлами и построила на этой основе компьютерную модель для принятия решений искусственным интеллектом. «Пчелиные мозги» позволят ИИ помещаться в компактные структуры и управлять автономными роботами с высочайшей эффективностью.

 Источник изображения: Pixabay

Источник изображения: Pixabay

Мозг пчелы размером с кунжутное зёрнышко. Он содержит миллионы нейронов, которые за миллионы лет эволюции этих насекомых отточили алгоритмы принятия решений до вершин совершенства. Пчела молниеносно принимает решение опуститься на цветок для добычи нектара или проследовать дальше. В этом учёные видят потенциал для систем автономного управления роботами. Повторяя нейронные связи пчелы в своих схемах ИИ, роботы могут стать сообразительнее и эффективнее.

«В этом исследовании мы раскрыли основные механизмы, которые определяют эти замечательные способности к принятию решений. Теперь мы можем использовать их для разработки более совершенных, надежных и не боящихся риска роботов и автономных машин, которые могут думать, как пчёлы — одни из самых эффективных навигаторов в мире природы», — сказал один из авторов исследования.

Для эксперимента учёные создали искусственный сад с цветами пяти разных цветов. Цветы синего цвета всегда содержали сахарный сироп, зелёного — только воду с добавлением тоника, что категорически не нравилось пчёлам, а остальные цветы были случайно наделены глюкозой. Затем исследователи с помощью камер фиксировали перемещение 20 подопытных пчёл по саду в поисках питания. Последующий разбор полётов показал, что пчела принимает решение опуститься на цветок или лететь дальше в течение 0,6 с.

Построение компьютерной модели поведения пчёл совпало со строением нейронных связей в их мозге. На этой основе учёные начали более детальное изучение связей в мозгу насекомых, что фактически соответствует процессу реинжиниринга. Один из участников проекта на базе полученных знаний создал компанию Opteran, целью которой ставится задача изготовления лёгких и недорогих кремниевых «мозгов» для роботов и автономных транспортных средств, которые могли бы видеть, чувствовать, ориентироваться и принимать решения, как это делают насекомые.

Учёные создали амортизирующий материал из белка, который выдерживает удары частиц со скоростью 1,5 км/с

Природа в очередной раз подсказала путь к открытию. Учёные из Кентского университета в Кентербери, Англия, использовали белок под названием талин для создания нового амортизирующего материала, способного без разрушения останавливать летящие со сверхзвуковой скоростью снаряды. Такой материал найдёт применение в бронежилетах, на транспорте, а также в авиации и космонавтике. И носимой электронике такая защита тоже не помешала бы.

 Источник изображения: Wikimedia / Nathan Boor & Kurt Groover of Aimed Researc

Источник изображения: Wikimedia / Nathan Boor & Kurt Groover of Aimed Research

В составе живых клеток белок талин служит «естественным амортизатором». Его структура на молекулярном уровне демонстрирует способность разворачиваться при растяжении после ударного воздействия и после рассеяния ударной энергии снова сворачиваться в первоначальную форму. Иными словами, белок в целом не разрушается и может многократно выполнять задачу амортизатора, чего не скажешь об обычных материалах, используемых, например, в бронежилетах.

На основе талина британские учёные создали амортизирующий материал TSAM (Talin Shock Absorbing Material). Для этого к нему добавили другие ингредиенты и провели полимеризацию. Процесс сохранил основные амортизирующие свойства талина. Для проверки этого материал TSAM подвергся бомбардировке базальтовыми частицами размером около 60 мкм — это чуть меньше диаметра человеческого волоса, а затем по нему на скорости 1500 м/с ударили частицами большего размера из алюминия. Во всех случаях удар был полностью поглощён, а сами частицы в процессе не были разрушены.

Серия проведённых экспериментов лишь показала потенциал разработки, поэтому говорить об остановке пушечного снаряда пока преждевременно. Тем не менее, надежда на появление нового амортизирующего материала есть, и она вдохновит не только военных, но также космонавтов и даже нас с вами, которым неубиваемость смартфонов важна не просто в виде шутки о «бессмертной» Nokia, но очень пригодилась бы в повседневной жизни.

Очень странные дела: молния рекордной мощности разрядилась в сторону космоса

Наблюдение за грозой в штате Оклахома в мае 2018 года позволило сразу нескольким научным приборам зафиксировать рекордную по мощности разряда молнию, которая оказалась крайне необычной — она ударила не в землю, а разрядилась в сторону открытого космоса. Разряд оказался в 60 раз сильнее обычных грозовых и достиг значения 300 кулон.

 Источник изображения: Chris Holmes

Источник изображения: Chris Holmes

Несмотря на бурное развитие земной науки, учёные всё ещё не до конца понимают процессы, происходящие при грозовых разрядах в атмосфере. И уж тем более загадочно выглядят явления разрядов из облаков вверх по направлению к открытому космосу. А в майском небе над Оклахомой в 2018 году и вовсе произошёл из ряда вон выходящий случай — из облака в небо ударил мощнейший из когда-либо наблюдаемых учёными струеподобный разряд (джет) рекордной силы.

За грозовой обстановкой в тот момент наблюдало несколько групп учёных, а также любители. За грозой следили наземная система Lightning Mapping Array, космические сети Geostationary Lightning Mapper (GLM) и Geostationary Operational Environmental Satellite (GOES), а также энтузиаст, снимавший процесс на камеру. Собрав все данные воедино, учёные смогли изучить процесс образования разряда в ионосферу и его протекание более детально, чем раньше.

Радиочастотное излучение джета оказалось различным на разных участках струи. На высоте от 22 до 45 км обнаружились источники радиоизлучения очень высокой частоты (ОВЧ, от 30 до 300 МГц). На этой высоте разряд не был виден в оптическом диапазоне. Видимость была на высоте от 15 до 20 км от вершины облака, с которого произошёл разряд.

«УКВ и оптические сигналы окончательно подтвердили то, о чём исследователи подозревали, но еще не доказали: УКВ-радиоизлучение молнии испускается небольшими структурами, называемыми стримерами, которые находятся на самом кончике развивающейся молнии, в то время как самый сильный электрический ток течет далеко позади этого кончика в электропроводящем канале, называемом лидером», — пояснил Стив Каммер (Steve Cummer), автор исследования.

Также было установлено, что стримеры относительно холодные — около 204 °C, тогда как лидеры могут достигать высоких температур — более 4 425 °C. Но об этих гигантских выбросах ещё многое неизвестно, и не в последнюю очередь то, почему они разряжаются вверх в сторону ионосферы. Пока на этот счёт есть только теория.

«По какой-то причине происходит подавление обычных разрядов от облаков к земле, — сказал другой автор исследования Леви Боггс (Levi Boggs). — Происходит накопление отрицательного заряда, а затем, мы думаем, что условия в вершине грозы ослабляют верхний слой заряда, который обычно является положительным. В отсутствие разрядов молний, которые мы обычно наблюдаем, гигантская струя может разрядить [вверх] накопление избыточного отрицательного заряда в облаке».

Учёным осталось доказать теорию наблюдениями, и тогда загадка происходящих в молниях физических процессов будет полностью разгадана. Это нужно, в том числе, чтобы защищать земные строения и людей от разрушительных и смертельных ударов молний. Пока защита строится на установке примитивных (хотя и действенных) громоотводов. Перспективными в этом деле обещают оказаться лазеры, но отсутствие полного понимания процессов пока тормозит разработки.


window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Всё своё ношу с собой: Nvidia представила контейнеры NIM для быстрого развёртывания оптимизированных ИИ-моделей 4 ч.
Nvidia AI Enterprise 5.0 предложит ИИ-микросервисы, которые ускорят развёртывание ИИ 5 ч.
NVIDIA запустила облачную платформу Quantum Cloud для квантово-классического моделирования 5 ч.
NVIDIA и Siemens внедрят генеративный ИИ в промышленное проектирование и производство 5 ч.
SAP и NVIDIA ускорят внедрение генеративного ИИ в корпоративные приложения 6 ч.
Microsoft проведёт в мае презентацию, которая положит начало году ИИ-компьютеров 7 ч.
Амбициозная ролевая игра Wyrdsong от бывших разработчиков Fallout: New Vegas и Skyrim в опасности — в студии прошли массовые увольнения 7 ч.
THQ Nordic раскрыла системные требования Alone in the Dark на все случаи жизни — для игры на «ультра» понадобится RTX 4070 Ti 8 ч.
Сливать игры до релиза станет опаснее — создатели Denuvo рассказали о технологии TraceMark for Games 8 ч.
Календарь релизов 18–24 марта: Dragon's Dogma 2, Rise of the Ronin, Horizon Forbidden West на ПК 10 ч.