Теги → сколтех
Быстрый переход

В Сколтехе подчеркнули невозможность развития 6G, минуя 5G

История о возможном развитии в России сетей 6G получила продолжение. Ранее издание «Коммерсантъ» сообщало о совместном намерении Сколтеха и НИИ Радио (НИИР) развивать стандарт связи 6G. По данным РБК, ректор Сколтеха Александр Кулешов подчеркнул, что развитие связи шестого поколения 6G невозможно без появления в стране сетей 5G.

 Источник изображения: Jeremy Bezanger/unsplash.com

Источник изображения: Jeremy Bezanger/unsplash.com

Ранее «Коммерсантъ» сообщал со ссылкой на главу НИИР Олега Иванова, что проект предусматривает разработку «от уровня прототипов до постановки в производство». Также, по его словам, рассматриваются и вопросы, связанные с компонентной и нормативно-правовой базами, а также исследованием безопасности новых сетей связи. В «Ростехе» сообщали, что разработка стандарта связи нового поколения находится на начальной стадии, а пока «очерчены ожидания от стандарта». По словам ректора Кулешова, «перейти на 6G, минуя 5G, не получится. Просто потому, что в мобильной связи новое поколение — это инкрементальное технологическое улучшение существующего стандарта».

Как сообщал «Коммерсантъ», Сколтех и НИИ Радио могли до 2025 года получить из бюджета на исследования, связанные с 6G, более 30 млрд рублей. Издание подчёркивало, что формат 6G намеревались развивать «минуя стадию 5G», но конкретный источник подобных сведений не назывался.

По словам Кулешова, Сколтех не запрашивал 30 млрд руб. на проект. Впрочем, он сообщил, что институт делает «некоторые вещи в области фотоники, архитектурного решения, алгоритмов и кодирования, без которых совершенно точно 6G будет невозможен», и теперь перед ним стоят «исследовательские задачи по разработке ключевых компонентов базовой станции 6G».

Известно, что в начале текущего месяца Минфин США внёс в санкционные списки фонд «Сколково», Сколтех и технопарк «Сколково». Впрочем, по словам Александра Кулешова, это не отразится на разработках в области 5G и 6G. «Юридически мы потеряли достаточно много, но с практической точки зрения никакой беды нет. Доступ к новейшим технологиям, промышленному оборудованию нам закрыли не после начала специальной военной операции, на самом деле его не было все годы существования Российской Федерации», — подчеркнул ректор Сколтеха. Он сообщил, что для разработки стандарта 6G необходимо участвовать в работе международных групп, при этом доступ к участию в них ещё необходимо получить. Более того, «чтобы иметь голос в комитете по стандартам, нужно сначала посидеть в нём наблюдателем, а потом внести вклад в разработку, который примут», заключил он, при этом добавив, что фактически комитеты по стандартам являются «полем боя между гигантами» вроде Samsung, Huawei или Ericsson.

 Источник изображения: Aaditya Ailawadhi

Источник изображения: Aaditya Ailawadhi

По словам главы НИИ Радио Олега Иванова, «никто никогда не озвучивал решение развивать 6G, минуя сети 5G. <...> Люди, близкие к телекому, понимают, что это просто нонсенс». Глава учреждения считает, что основной задачей разработанной совместно со Сколтехом дорожной карты является исследование радиочастотного спектра, применимого в технологии 6G, а также вопросов электромагнитной безопасности в устройствах для подобных сетей, и исследования должны начаться сейчас, иначе 6G в стране не будет «ни к 2030, ни к 2040 году».

Работы над 6G в мире пока только начались, а в России отсутствуют и коммерческие сети пятого поколения. В стране выделены частоты 4,8–4,99 ГГц и 27,1–27,5 ГГц, тогда как в мире наиболее распространён диапазон 3,4–3,8 ГГц, являющийся ориентиром для производителей телеком-оборудования и пользовательских устройств. Российским операторам в выделении данных частот отказано, поскольку они используются «Роскосмосом» и военными. Кроме того, операторы по закону должны будут строить сети на оборудовании российского производства, которое в стране пока отсутствует.

По словам Кулешова, разработкой оборудования 5G занимается и Сколтех — уже разработан опытный образец соответствующей базовой станции, а опытные испытания проведены в Москве и Санкт-Петербурге. Разработкой решений 5G занимается и «Ростех», уже представившая функциональный макет базовой станции 5G на российской электронно-компонентной базе. По данным РБК, первые поставки оборудования должны начаться с 2023 года, а серийное производство — в 2024.

В России решили развивать сети 6G — на разработку оборудования запросили 30 млрд рублей

«Сколтех» и НИИ радио (ФГБУ НИИР) намерены развивать отечественные сети связи новейшего поколения, не дожидаясь внедрения в стране стандарта 5G. Известно, что ведомства готовятся к совместной разработке и выпуску оборудования для 6G-сетей, до сих пор не имеющих коммерческого применения в мире.

 Источник изображения: Kabiur Rahman Riyad/unsplash.com

Источник изображения: Kabiur Rahman Riyad/unsplash.com

Как сообщает «Коммерсантъ», генеральный директор НИИР Олег Иванов подтвердил новости, заявив, что проект предусматривает разработку «от уровня прототипов до постановки в производство». Рассматриваются и вопросы, связанные с компонентной и нормативно-правовой базами, а также исследованием безопасности новых сетей связи.

По данным издания, в «Ростехе» сообщили, что разработка стандарта связи нового поколения (6G/NET2030) пока находится на начальной стадии, сегодня «очерчены ожидания от стандарта». Между тем, Международный союз электросвязи (МСЭ) начал говорить о перспективах 6G ещё в 2018 году. Ожидается, что «ключевыми сценариями» будет голографическая связь (телефон, мультимедиа, вещание) и связь с чрезвычайно быстрой реакцией в критических ситуациях, а скорость передачи данных превысит 1 Тбит/с. При этом предполагается, что 6G будет работать в диапазонах частот от 95 ГГц до 3 ТГц, который пока не изучен ни с точки зрения качества передачи данных, ни безопасности для пользователей.

По имеющимся сведениям, вице-премьер России Дмитрий Чернышенко поручил Минцифры, Минобрнауки и Минфину до 1 августа заложить в бюджет на три последующих года средства для поддержки НИОКР в сфере 6G-коммуникаций. По сведениям источника издания, создание оборудования планируется уже к 2025 году, причём «Сколтех» и НИИ требуется на работы порядка 30 млрд рублей из государственного бюджета. При этом сам Иванов заявляет, что о деталях проекта и финансировании говорить рано.

В рамках нового проекта в «Сколтехе» и НИИР предлагают изменить разработанную «Ростехом» в 2020 году «дорожную карту», предусматривавшую развитие сетей 5G. При этом в самом «Ростехе» тоже предлагали изменения, но речь шла не о развитии 5G и 6G, а о фокусе на поддержке сетей текущего поколения — LTE.

Известно, что крупнейшие мобильные операторы уже тестируют сети, использующие оборудование поколения 5G, но её коммерческого применения в значимых масштабах пока не предусмотрено. Ранее операторы уже просили о выделении под связь пятого поколения частот 3,4–3,8 ГГц, уже используемых Минобороны и другими государственными ведомствами. Впрочем, по данным «Коммерсанта», некоторые операторы уверены, что сегодня сети 4G полностью удовлетворяют запросам клиентов, поэтому пользователи практически не заметят переход на использование сетей пятого поколения, не говоря уже о 6G.

Российские учёные разгадали принципы работы перспективного материала для аккумуляторов с быстрой зарядкой

Учёные из «Сколтеха» и МГУ установили механизмы хранения заряда в недавно открытом материале тетрааминобензоле никеля (NiBTA). Этот новый анодный материал может справиться с высокими токовыми нагрузками и обладает высокой энергоёмкостью, что найдёт применение, прежде всего, в аккумуляторах с быстрой зарядкой. До сих пор исследователи не имели чёткой картины происходящих в NiBTA процессов, но работа российских физиков закрыла этот вопрос.

 Источник изображения: «Сколтех»

Источник изображения: «Сколтех»

Работа российских учёных удостоилась публикации в журнале Chemical Science. В перспективе исследование поможет проложить курс к созданию передовых аккумуляторов с высокой скоростью заряда. Такие аккумуляторы нужны для множества применений, включая электромобили, для владельцев которых «остро стоят риски несвоевременного разряда машин в дороге», как сказано в пресс-релизе «Сколтеха».

Анодные материалы современных аккумуляторов либо не подходят для надёжной работы в условиях быстрого заряда, либо дают невысокую энергоёмкость. Это повод искать новые материалы, одним из которых может стать координационный полимер на основе никеля и тетрааминобензола. С NiBTA работали многие группы учёных, но однозначного вывода о поведении этого материала никто сделать не смог, поскольку данные были слишком неоднозначными.

В новой работе учёные из «Сколтеха» скомбинировали передовые методы, чтобы получить представление о поведении NiBTA в литиевых, натриевых и калиевых аккумуляторах.

«Красота этой работы в том, что в ней сведены воедино разнообразные методики, как экспериментальные, так и теоретические, — рассказывает первый автор работы профессор Сколтеха Роман Капаев. — Это помогло получить достоверные результаты, так как каждый метод позволяет увидеть лишь часть картины. Среди прочего мы использовали рентгеновскую дифракцию и спектроскопию комбинационного рассеяния в режимах operando, что позволило в деталях проследить за структурными изменениями внутри аккумуляторов. Мы первые, кто применил такой скрупулёзный подход к этому классу соединений. Эта работа проливает свет на электрохимию координационных полимеров, которые могут быть полезными для множества приложений».

Российские учёные представили концепцию модульного марсохода из четырёх самостоятельных двухколёсных роботов

Группа учёных из «Сколтеха» в журнале Acta Astronautica представила концепцию модульного марсохода в виде связки из четырёх автономных двухколёсных роботов. В статье объясняется выигрыш подобного подхода — большая автономность, повышенная живучесть и расширенная программа научных исследований. Модульный подход оправдан также в земных условиях и его уже испытали на сельхозполях в Краснодарском крае.

 Планетоходы Марса, объединяйтесь! Источник изображения: Павел Одинёв/Сколтех

Планетоходы Марса, объединяйтесь! Источник изображения: Павел Одинёв/Сколтех

«По сути, мы решали задачу оптимизации: как добиться наибольшего времени работы и покрыть максимальное расстояние, не раздув донельзя бюджет, — объясняет первый автор исследования, аспирант Сколтеха Александр Петровский. — Оказалось, что шестиколёсный робот может эффективно выполнять только часть поставленных задач. По нашим расчётам, оптимальный вариант — это четыре двухколёсных аппарата. У каждого на борту — разные инструменты, и лишь критическая полезная нагрузка продублирована во всех четырёх модулях».

Исторически сложилось, что Марс с 1997 года исследуют шестиколёсные роверы. Учёные считают, что переход с шестиколёсной базы на группировку двухколёсных автономных роботов, которые могут разъезжаться для решения индивидуальных научных задач и снова съезжаться и собираться в одну конструкцию для решения более сложной задачи, позволит собрать больший объём научных данных.

Также предложенный модульный подход предполагает продолжение миссии вплоть до единственного оставшегося модуля по мере или в случае выхода из строя остальных. При этом в области устойчивости двухколёсных конструкций произошёл достаточный прогресс, чтобы это больше не считалось проблемой.

На Земле же группировки подобных двухколёсных роботов можно использовать для слежения за ростом сельхозкультур и обнаружения вредителей, а также больных растений. Поисково-спасательные роботы тоже могут выиграть от группового взаимодействия.

Массачусетский технологический институт прекратил сотрудничество со Сколтехом

Накануне Массачусетский технологический институт уведомил руководство Сколковского технологического института (Сколтех) о прекращении сотрудничества. Сделано это в связи с последними событиями на Украине с участием России. Теперь разрыв сотрудничества подтвердили и в Сколтехе.

 Источник изображения: Pixabay

Источник изображения: Pixabay

Программа MIT Skoltech возникла в 2011 году, когда США стремились «перезагрузить» отношения с Россией. «В то же время Россия стремилась создать инновационную экономику, а преподаватели Массачусетского технологического института хотели создать новые исследовательские альянсы в областях, представляющих общий интерес, с ведущими коллегами по всему миру, включая Россию, страну, обладающую исключительными научными талантами», — говорится в пресс-релизе MIT.

После согласования деталей между представителями российских властей и Государственного департамента США на окраине Москвы был создан Сколковский институт науки и технологий, известный сегодня как Сколтех. «Сегодня Сколтех — это динамично развивающийся университет с высококлассными преподавателями и аспирантами, работающими на переднем крае научных исследований». В свете сложившихся обстоятельств руководство MIT считает необходимым свернуть совместную деятельность и перевести участников совместных проектов на новые исследования.

В свою очередь представители руководства Сколтеха сообщили, что сожалеют о прекращении в связи со сложившейся ситуацией отношений между Сколтехом и Массачусетским технологическим институтом.

«За 10 лет сотрудничества MIT внёс значительный вклад в становление Сколтеха как открытого всему миру технического университета, приверженного подготовке студентов, активно развивающих науку и инновации в России и мире, — сказано в пресс-релизе Сколтеха. — Мы убеждены, что образование и международное академическое сотрудничество должны оставаться неразрывными символами и проводниками принципов доброй воли и преемственности».

В России запущена первая автономная сеть 5G на софте отечественной разработки

Сколковский институт науки и технологий («Сколтех») ввёл в эксплуатацию первую в России автономную частную сеть, обеспечивающую мобильную связь пятого поколения. Решение реализовано на программном обеспечении российской разработки.

 skoltech.ru

skoltech.ru

Как сообщают в пресс-службе платформы Национальной технологической инициативы (НТИ), участвующей в разработке, развёрнута и запущена автономна (standalone) частная сеть в диапазонах 4,8-4,99 ГГц. «В решении используется разработанный специалистами Центра компетенций НТИ "Технологии беспроводной связи и интернета вещей" софт для ядра сети и базовой станции с поддержкой технологии OpenRAN», — сообщают в персс-службе.

По словам представителя центра, решение запущено в полосе, специально выделенной институту для создания пилотной зоны 5G. Демонстрация возможностей сети уже проведена, сделан звонок по технологии Voice over New Radio (VoNR). По данным разработчиков сети, для демонстрации работы сервиса использовались общедоступные смартфоны с поддержкой 5G — Huawei P40. Первый звонок состоялся ещё 20 сентября.

По данным НТИ, созданное в «Сколтехе» решение имеет ограниченное применение. Изначально оно предназначается для частных сетей. Например, такая инфраструктура может применяться на крупных предприятиях. Не так давно интерес к созданию собственной сети 5G обозначили представители ПАО ГАМК «Норильский никель». По мнению экспертов, подобные решения будут востребованы и другими компаниями как в России, так и за её пределами.

Российские учёные придумали, как точно менять свойства материалов с помощью деформации — это приближает электронику нового поколения

Растянутый или напряжённый кремний в процессорах Intel и AMD два десятилетия демонстрирует нам тот факт, что деформации в кристаллической структуре материала способствуют росту производительности. Учёные из Сколтеха с зарубежными коллегами пошли дальше. Они предложили алгоритмы и инструменты, которые могут буквально «на лету» менять свойства материала, что приближает создание электроники следующего поколения.

Ранее исследователи из Сколтеха доказали возможность глубокого изменения свойств материалов с помощью управляемой деформации. Например, они показали, как отличный изолятор алмаз можно превратить в хороший полупроводник и даже проводник. В основу подобных превращений положено целое новое направление в исследованиях — инжиниринг упругих деформаций (ESE). Деформации создают настолько необычные атомные связи, что это наверняка приведёт к появлению материалов с удивительными свойствами, которые даже невозможно предсказать.

Впрочем, новая разработка Сколтеха, подкреплённая лабораторными экспериментами их коллег из США (MIT) и Сингапура (Наньянский технологический университет), позволяет рассчитать ключевые параметры материала до совершения деформации и получить в итоге материал с заданными свойствами. Всю эту работу выполняет самообучаемая нейронная сеть, аналогов которой в мире нет.

«Созданная нами нейронная сеть использует в качестве входных данных тензор деформации и предсказывает электронную зонную структуру — это своего рода физический «снимок», описывающий электронные свойства деформированного материала. Его можно использовать для расчета любых представляющих интерес свойств, включая ширину запрещенной зоны, ее свойства и тензор эффективных масс электрона», — поясняет соавтор исследования доцент Сколтеха Александр Шапеев.

Российские физики «подружили» кремний со светом и сделали шаг к микроэлектронике следующего поколения

Российские физики нашли возможность создавать на кремнии мощные источники фотонов. Это обещает перевести чипы с работы на токе электронов на передачу фотонов. Скорость работы микросхем нового поколения достигнет «световой» скорости при минимальном нагреве чипов.

 Собственная мода кремниевого фотонно-кристаллического слоя. Источник изображения: Сколтех

Собственная мода кремниевого фотонно-кристаллического слоя. Источник изображения: Сколтех

В опубликованной в издании Laser and Photonics Reviews работе ученые Сколтеха с коллегами из Института физики микроструктур РАН, Нижегородского государственного университета им. Н.И. Лобачевского, Университета ИТМО, МГУ им. М.В. Ломоносова и Института общей физики им. А.М. Прохорова РАН рассказали о технологии создания на обычном кремнии высокоэффективных источников фотонов.

В обычных условиях кремний — главный материал для изготовления чипов в мировой индустрии полупроводников — плохо поглощает и излучает фотоны. В то же время плотность размещения элементов (транзисторов и прочего) в кристалле достигла такого уровня, что плотность потока тепла в процессе работы чипов начинает мешать росту производительности микросхем и создаёт массу других неудобств. Переход на передачу данных фотонами помог бы решить проблему, но простых решений для этого до сих пор не было.

Учёным удалось «подружить» кремний и свет. Исследователи внедрили в кремниевую структуру германиевые наноточки и, что самое важное, изготовили на поверхности кремния специально рассчитанный фотонный кристалл. Идея заключалась в том, что фотонный кристалл создаст резонатор вокруг излучающей наноточки и многократно усилит свечение, которого в теории хватило бы для работы электронных схем.

 Кремниевый фотонно-кристаллический слой (слева), его собственные моды (по центру) и его спектр излучения (справа). Источник изображения: Сколтех

Кремниевый фотонно-кристаллический слой (слева), его собственные моды (по центру) и его спектр излучения (справа). Источник изображения: Сколтех

«Сама идея связанных состояний в континууме была заимствована из квантовой механики: эффективное удержание света внутри резонатора происходит благодаря тому, что симметрия электромагнитного поля внутри резонатора не соответствует симметрии электромагнитных волн окружающего пространства», — поясняется в пресс-релизе на сайте Сколтеха.

Предложенное физиками решение усилило интенсивность свечения более чем в сто раз — это открывает один из перспективных путей для перехода к CMOS-совместимым оптоэлектронным интегральным схемам.

Российские учёные научились делать из органики катоды для аккумуляторов с быстрой зарядкой

В не очень отдалённом будущем проблема утилизации аккумуляторов встанет в полный рост. Одним из выходов из данной ситуации могут стать органические материалы в составе батарей, которые будут просто и безопасно перерабатываться. Одними из первых перспективные материалы для аккумуляторов предложили учёные из Сколтеха с коллегами. Более того, российские учёные представили универсальный подход для синтеза материалов с лучшими свойствами.

 Фрагмент обложки журнала ACS Applied Energy Materials, посвящённый исследованию российских учёных. Источник изображения: ACS Applied Energy Materials

Фрагмент обложки журнала ACS Applied Energy Materials, посвящённый исследованию российских учёных. Источник: ACS Applied Energy Materials

Направление органических катодных материалов плохо исследовано, утверждают в Сколтехе. Если всерьёз заняться их разработкой можно добиться впечатляющих результатов. В опубликованной в издании ACS Applied Energy Materials статье исследователи рассказали, как смогли синтезировать органический материал для катодов литиевых, натриевых и калиевых аккумуляторов с удельной ёмкостью до 140 мА·ч/г, стабильностью до 1000 циклов заряда и разряда и возможностью быстрой зарядки меньше чем за 1 минуту.

Учёные предложили простой редокс-активный полиимид, который получали в ходе нагрева смеси двух доступных компонентов — ароматического диангидрида и мета-фенилендиамина. Материал оказался привлекательным по характеристикам в различных системах хранения энергии, а не только в литиевых. Это тем более важно, что запасы лития на Земле ограничены, и этот металл не может рассматриваться в качестве долгосрочной перспективы.

«Эта работа интересна не просто потому, что мы исследовали новый органический катодный материал, — рассказывает автор разработки, аспирант Сколтеха Роман Капаев, — Мы предложили новый принцип молекулярного дизайна полиимидов для аккумуляторов, заключающийся в использовании ароматических молекул с аминогруппами в мета-положениях в качестве строительных блоков». Работа прояснила аспекты, которые позволяют лучше понять, в каком направлении надо работать для получения материалов с наилучшими свойствами. Путь показан, кто-то по нему обязательно дойдёт до интересного результата.

Новый метод прогнозирования солнечной активности поможет защититься от космического мусора на орбите и Земле

Недавний неконтролируемый сход с орбиты второй ступени китайской ракеты-носителя взбудоражил службы и население по всей Земле. Это не первый и не последний случай, когда космический аппарат или его обломки падают на Землю или создают опасные ситуации на орбите. Неточность предсказания поведения обломков связана с тем, что верхние слои атмосферы могут расширяться и сжиматься по мере изменения солнечной активности. Учёные смогли это учесть.

 Обломок вернувшегося космического объекта, найденный в Индонезии. Сфера диаметром примерно 50 см и массой 7,4 кг. Источник изображения: Европейское космическое агентство.

Обломок космического объекта, найденный в Индонезии. Сфера диаметром 50 см и массой 7,4 кг. Источник: Европейское космическое агентство.

Ученые из Сколтеха вместе с коллегами из Грацского университета имени Карла и Франца и обсерватории Канцельхох (Австрия), а также из Европейского центра управления космическими полётами разработали метод и программное обеспечение для долговременного прогноза радиопотока от Солнца. Программа RESONANCE (Radio Emissions from the Sun: ONline ANalytical Computer-aided Estimator) способна предсказать солнечную активность на два года вперёд, что было доказано в ходе сопоставления предсказаний с накопленными многолетними наблюдениями за неконтролируемым падением космического мусора.

Программа RESONANCE опирается на предсказание радиопотоков F10.7 и F30 на длине волны соответственно 10.7 и 30 см, усреднённых за час. Это прямой индикатор солнечного ультрафиолетового излучения, которое нагревает верхние слои атмосферы и заставляет их расширяться при высокой активности Солнца и сжиматься при низкой. Расширение границ атмосферы ведёт к быстрому ускорению торможения небольших объектов космического мусора и к медленному торможению больших обломков. Предсказать подобное поведение объектов на орбите означает избежать столкновений с мусором действующих космических аппаратов, как и точно знать, куда упадут обломки, способные долететь до поверхности Земли.

Важно отметить, что пакет RESONANCE создан и будет интегрирован в оперативные службы слежения за космической погодой. На своём рабочем месте пакет займётся непрерывным прогнозированием радиопотока от Солнца, что с пользой будет использоваться для повышения точности оценки орбит спутников, сервисов возвращения спутников на Землю, моделирования космического мусора и предотвращения столкновения космических аппаратов. Добавим, о результатах работы сообщено в одном из ведущих журналов по астрономии и астрофизике — The Astrophysical Journal Supplement Series.

В России разработали умного дрона-охотника на борщевик

В России для поиска и уничтожения такого вредоносного растения, как борщевик Сосновского ежегодно тратятся колоссальные средства. Это растение опасно для людей и вредит растениеводству. Для эффективного обнаружения борщевика учёные из Сколтеха создали бортовой ИИ для дронов, который в режиме реального времени может проверить большую территорию и не пропустит ни одно опасное растение.

Основной проблемой было создать алгоритм на основе нейронных сетей, который мог бы нормально работать на слабом бортовом оборудовании дронов. Для этого исследователи модифицировали популярные архитектуры UNet, SegNet и ResNet для запуска на одноплатных компьютерах. В ходе работ удалось создать алгоритм и рабочую нейронную сеть на основе полностью свёрточных нейронных сетей (FCNN – Fully Convolutional Neural Networks). Такая сеть может выделять на изображении объект неправильной формы с точностью до пикселя. Фактически систему научили находить на изображении одиночное растение и не допускать его распространение.

«Традиционные методы мониторинга недостаточно эффективны — наблюдение с земли слишком сильно зависит от человеческого фактора, а космическое зондирование хорошо подходит лишь для распознавания больших зарослей. Снимки со спутников имеют недостаточное разрешение, чтобы распознать отдельные растения, а зависимость от погоды и кратности орбиты делают такой метод непрактичным для получения наиболее актуальной информации», — рассказывает первый автор исследования, выпускник аспирантуры Сколтеха Александр Меньщиков.

 Входное изображение (слева) и результат работы предложенной полностью сверточной нейронной сети (справа). Источник изображения: Сколтех

Входное изображение (слева) и результат работы предложенной полностью сверточной нейронной сети (справа). Источник изображения: Сколтех

Мониторинг дронами с ИИ на борту даёт возможность приступить к уничтожению сорных растений ещё до завершения полёта. Этому методу не нужна последующая длительная обработка данных. Всё происходит на лету в буквальном смысле этого слова. Более того, этот метод можно применить для отслеживания многих параметров растений и разнообразных культур, например, для слежения за здоровьем посадок и состоянием урожая.

В Сколтехе разработали встраиваемый в тело человека датчик для слежения за уровнем «гормона стресса»

Встроенные в тело человека датчики могут помочь при лечении целого спектра сложных заболеваний, когда важно следить за пациентом непрерывно и долго. Это абсолютно щадящие методы, если сравнивать их с регулярным забором крови и сдачей других анализов. В частности, учёные из Сколтеха разработали датчик для постоянного слежения за уровнем гормона кортизола, концентрация которого повышается при стрессе и вредит здоровью.

«Во-первых, мониторинг уровня анализов in vivo сам по себе является непростой задачей. Во-вторых, молекула кортизола относительно невелика. Наконец, забор образцов крови — процедура, вызывающая стресс как у животных (мышей или крыс), так и у людей, а в стрессовом состоянии концентрация кортизола повышается, и результат анализа оказывается недостоверным. Задача исследования — разработать имплантируемый сенсор для контроля кортизола непосредственно в кровотоке», — рассказывает один из авторов статьи, профессор Сколтеха и Университета Северного Техаса (США) Владимир Драчев.

Учёные предполагают, что датчик непрерывного мониторинга кортизола в крови в режиме реального времени будет иметь вид оптического волокна в тонкой игле, на конце которого находится капиллярная ячейка с полупроницаемой мембраной. Мембрана будет пропускать только молекулы кортизола. Свободный кортизол будет взаимодействовать с особым биологическим материалом на золотых наноостровках в датчике, что будет сопровождаться флуоресценцией, интенсивность которой будет эквивалентна уровню этого гормона в крови.

Флуоресцентная засветка по оптоволокну будет передаваться на портативный спектрометр на теле человека и сигнализировать об уровне кортизола. Заявлено, что новый сенсор способен регистрировать минимальный уровень кортизола — 0,02 мкг на миллилитр, что соответствует нормальному уровню гормона в плазме крови человека. Одним из неприятных последствий повышений уровня кортизола в крови является нарушение обмена веществ, что стало бичом современного цивилизованного общества. Новая разработка имеет все шансы помочь в лечении подобных нарушений, но для этого ещё предстоит провести много новых исследований.

Сколтех запатентовал композитное волокно для 3D-печати прочнейших моделей в домашних условиях

Обычный пластик для 3D-печати методом послойного наплавления (FDM) обладает рядом недостатков, включая сравнительно низкую прочность изделий. Увеличить прочность можно за счёт использования композитных материалов, но это будет накладно. Исследователи из Сколтеха придумали принципиально новое «слоистое» композитное волокно для FDM-печати на обычных настольных 3D-принтерах, которое не разорит владельцев и позволит печатать прочнейшие модели.

Новый материал представляет собой волокно из двух или большего числа слоёв. Внутренний слой — сердечник — изготовлен из армированного короткими волокнами композита, а внешний слой — оболочка — армируется графеном. Поскольку графена используется немного, это не увеличит стоимость материала, зато армированный графеном пластик равномерно покроет материал сердечника. Это важно, поскольку короткие волокна в структуре сердечника придают материалу высокие абразивные свойства. Как минимум, такую модель будет сложно обрабатывать.

Использование волокна с вкраплением графена в оболочку открывает возможность задействовать в качестве коротких армирующих волокон более дешёвое стекловолокно, а не углеродные волокна. Это поможет удержать стоимость композитного материала на низком уровне, не принося в жертву прочность.

В пресс-релизе на сайте Сколтеха говорится: «Технология изготовления коаксиального волокна может использоваться в различных термопластичных и в том числе высокотемпературных полимерах, например, PEEK. Кроме того, используя другие типы добавок, можно улучшить жесткость, ударопрочность, защиту от влаги, антистатические свойства, биосовместимость и другие важные характеристики материала».

Ожидается, что новый материал отлично подойдёт для печати деталей крепежа, оснастки и составных частей для производства автомобилей, мотоциклов и велосипедов, экзоскелетов, протезов, робототехники и многого другого. Для коммерческого продвижения разработки создан стартап Novaprint 3D.

Учёные синтезировали новый высокотемпературный сверхпроводник и удивились полученному результату

Международная группа под руководством российских учёных экспериментально исследовала новый высокотемпературный сверхпроводник — гидрид иттрия (YH6). Обычно предварительные теоретические расчёты подтверждаются экспериментально с погрешностью не более 15 %. В случае гидрида иттрия условия поддержки высокотемпературной сверхпроводимости в два раза разошлись с теорией, что оставило простор для новых исследований.

 Источник изображения: Сколтех

Источник изображения: Сколтех

Исследовательская работа, данные о которой опубликованы в Advanced Materials, велась под руководством профессора Сколтеха и НИТУ МИСиС Артема Оганова и доктора Ивана Трояна из Института кристаллографии РАН. Сверхпроводимость YH6 была предсказана китайскими учёными в 2015 году. Она достигается при температуре 224 K (–49,15 °C). Согласно теоретическим расчётам, сверхпроводимость в гидриде иттрия возникает при давлении 1,4–1,7 млн атмосфер.

Также расчёты показывают критические значения магнитных полей, при которых происходит явление сверхпроводимости. «В случае гидрида иттрия YH6 теория и эксперимент плохо согласуются, — сообщается в пресс-релизе Сколтеха. — Например, экспериментальное критическое магнитное поле оказывается в 2–2,5 раза выше теоретических предсказаний. С таким учёные сталкиваются впервые и объяснение им ещё предстоит найти. Возможно, в этом веществе присутствуют дополнительные физические эффекты, не учтённые прежними теоретическими работами».

Значительные расхождения между теоретическими и практическими результатами, которые получили физики, могут существенно изменить подход к поиску материалов для высокотемпературной сверхпроводимости. Дело в том, что в этих изысканиях теория играет ключевую роль, позволяя одному научному коллективу за год провести компьютерное моделирование полсотни–сотни веществ, чтобы выбрать то единственное, которое окажется достойным практических испытаний, ведь на каждый эксперимент с синтезом вещества уходит несколько лет. Поэтому расхождение теории и практики должно быть минимальным, а полученная аномалия должна быть изучена.

Учёные из Сколково запатентовали анод для перспективных калийионных аккумуляторов

Всё идёт к тому, что вскоре на Земле не будет хватать запасов лития. Одним из вероятных заменителей этого материала в аккумуляторах обещает стать калий, но для калийионных аккумуляторов нужны иные материалы для катодов и анодов. Такие материалы ищут группы учёных во всём мире, включая Россию. Ищут, находят и получают патенты, как учёные из Сколтеха, обещая приблизить появление новых систем хранения энергии.

Как сообщается на сайте Сколтеха, группа учёных получила патент на анодный композит с улучшенными электрохимическими характеристиками. За основу был взят так называемый неграфитизируемый углерод (в английской литературе используется термин hard carbon), который представляет собой сложную развитую изотропную (однородную) структуру. Эта структура хорошо сочетается с углеродными нанотрубками, которые дополнили материал анода.

«Поводом для новой разработки послужил тот факт, что ионные радиусы у лития и калия существенно отличаются, поэтому материалы, пригодные для интеркаляции [вставки ионов] лития, не подходят для ионов калия. Аноды на основе неграфитизируемого углерода могут хорошо работать с калием в силу сложной развитой структуры. Ещё одно преимущество такого анода состоит в том, что его довольно легко синтезировать», — рассказала аспирант Полина Морозова, одна из соавторов исследования.

Также использование в составе композита углеродных трубок обусловлено тем, что их чрезвычайно высокая электронная проводимость станет гарантией обеспечения быстрой и надёжной работы калийионных аккумуляторов. Использование в качестве анода патентованного композита подтвердило, что отношение отданных аккумулятором ампер-часов (емкости аккумулятора) к ампер-часам, полученным им от зарядного устройства за один цикл зарядки (кулоновская эффективность анода) очень высокое и подтверждает целесообразность дальнейших исследований предложенного состава анода.

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Tesla представила суперкомпьютер Dojo — он настолько мощный, что обрушил энергосистему в Пало-Альто 37 мин.
Первые материнские платы на AMD B650 показались в американском магазине — самая дешёвая стоит $200 8 ч.
Tesla увеличила производительность предприятия в Берлине до 2000 кроссоверов Model Y в неделю 12 ч.
Firefly Aerospace провела первый успешный орбитальный пуск ракеты Alpha 19 ч.
Соседние карликовые галактики укрылись от Млечного Пути в коконе горячего газа, выяснили учёные 01-10 18:36
Tesla резко нарастит объёмы производства Model Y и Model 3 в последнем квартале — до почти полумиллиона машин 01-10 15:25
Всего за сутки Alphabet, Amazon, Apple, Meta, Microsoft и Tesla потеряли $258 млрд рыночной стоимости 01-10 15:15
Разработчика аэротакси Joby Aviation обвинили в завышенных обещаниях — компания не сможет выпустить достаточно машин 01-10 14:10
Глава Yangtze Memory подал в отставку — его уход связывают с «большой коррупцией» в хайтек фондах Китая 01-10 13:54
Разработчик автопилота Intel Mobileye подал заявку на размещение акций — планируется привлечь до $50 млрд 01-10 13:39