Новости науки

[Scyther]

Китай за год запустил более ста спутников, в том числе для Белоруссии
https://www.mk.ru/science/2019/01/26/kitay-za-god-zapustil-bolee-sta-sputnikov-v-tom-chisle-dlya-belorussii.html

Космические ракеты КНР стартовали чаще, чем российские и американские

По итогам космической деятельности в прошлом году Китай значительно опередил США и Россию. Известный эксперт в области космической техники Игорь Лисов проанализировал, сколько космических аппаратов запустил на орбиту Китай и где они изготовлены.

«Как известно, - написал Игорь Лисов в Facebook, - в 2018 году Китай вышел на первое место в мире с большим отрывом по количеству пусков ракет-носителей – 39, в том числе 38 успешных». Это действительно так. США осуществили в прошлом году 31 космический запуск, а Россия – 21 (один неудачный).

Однако, по оценке эксперта, большего внимания заслуживает цифра выведенных Китаем на орбиту космических аппаратов. «Китаем и для Китая за прошедший год было выведено на орбиту 106 космических аппаратов, в том числе 96 китайских и 10 зарубежных», - сообщил Игорь Лисов.

Он проанализировал, где именно произведены китайские спутники. Основная их часть построена в самом Китае. Причем в производстве космической техники заняты многочисленные научные центры, расположенные в разных регионах страны.

Так, 20 спутников построены космической спутниковой компанией «Дунфанхун» (DFH, Пекин, в составе Китайской академии космических технологий CAST). Инновационная исследовательская академия микроспутников (Шанхай) построила 15 аппаратов. Столько же произвела Китайская исследовательская академия космической техники (головное предприятие CAST, Пекин). Шэньчжэньская аэрокосмическая высокотехнологичная спутниковая компания «Дунфанхун» (Шэньчжэнь, в составе CAST) построила 9 спутников. Столько аппаратов произвела за год Космическая научно-техническая исследовательская академия «Тяньи» (Чанша).

Пекинская микроспутниковая научно-техническая компания «Цзютянь» (Commsat, Пекин) построила 8 аппаратов. Харбинский технологический институт (HIT, Харбин, бывший техникум КВЖД) – 7. Шанхайская исследовательская академия космической техники (SAST, Шанхай) – 4. Компания спутниковых технологий «Чангуан» (Чанчунь) – 3. По одному спутнику построили Пекинская компания космической техники «Линчжун» (Пекин), Пекинская компания высоких технологий «Годянь» (Пекин); Нанкинский университет науки и техники (Нанкин), Шанхайская научно-техническая компания OKW (SpaceOK, Шанхай) и Китайская корпорация космической науки и промышленности (CASIC).

Эта статистика подтверждает, что Китая мобилизует значительные силы академической и вузовской науки для обеспечения прорыва в космических разработках. Кроме того, ставка делается не на концентрацию космических разработок в одном центре, а на привлечение интеллектуальных сил по всей стране и конкуренцию.

И международной кооперацией Китай не пренебрегает. Так, в 2018 году он заказал два спутника в США и Великобритании. Аппарат SSL был построен для Китая в США и запущен на орбиту на американской ракете-носителе. Спутник SSTL построили для Китая в Великобритании, а запустили на индийской ракете-носителе.

Согласно приведенным данным, Китай активно завоевывает рынок пусковых услуг. Еще не так давно на Россию приходилось до 40 процентов космических стартов в мире. Ее услугами активно пользовались иностранные государства, в том числе европейские страны, Израиль, не говоря о партнерах по СНГ. После того, как Россия сократила количество запусков, эту нишу занимает Китай со своими космическими ракетами.

В 2018 году Китай запустил два космических аппарата KAIST (Саудовская Аравия); два построенных в Дании для Европейского космического агентства спутника (Gomspace); два аргентинских аппарата (Satellogic). Кроме того, китайские космические ракеты помогли вывести на орбиту по одному спутнику для Канады (Clyde Space, Шотландия), Пакистана (SUPARCO) и Белоруссии (БГУ).

[Scyther]

Сальваторе Дистефано, SmartMe: даже маленькие города могут стать умными
https://hightech.fm/2019/01/25/smartme
Пока правительства стран тратят миллиарды на создание новых умных мегагородов, маленькие города становятся умными без государственной поддержки. Команда из Университета Мессины сделала средневековый сицилийский город умным с минимальными затратами. С помощью краудфандинга SmartMe получил 34 тыс. евро вместо планируемых 15 тыс. После этого проект из лаборатории превратился в независимую компанию, которая хочет дать каждому маленькому городу возможность стать умнее. На форуме IoT World Summit 2018 в Казани «Хайтек» поговорил с профессором Университета Мессины Сальваторе Дистефано о том, как маленький итальянский город становился умным, и может ли эта модель быть перенесена в Россию.

Сальваторе Дистефано — профессор Университета Мессины (Италия), руководитель лаборатории Social and Urban Computing в КФУ. Он участвовал в нескольких национальных и международных проектах, таких как Reservoir, Vision (EU FP7), SMSCOM (EU FP7 ERC Advanced Grant), Beacon, IoT-Open.EU (EU H2020). Является одним из соучредителей стартапа SmartMe.io, отделившегося от Университета Мессины в 2017 году.

Его научные и исследовательские интересы затрагивают концепцию умного города, коллективный интеллект, big data, разработку ПО и сервисную инженерию, облачные и туманные вычисления, интернет вещей, а также качество обслуживания и клиентский опыт. Участвовал в разработке нескольких инструментов, таких как WebSPN, ArgoPerformance, GS3 и Stack4Things.


Даже светофоры можно превратить в сенсоры

— Вы разрабатывали решения для умного города в Мессине — в чем заключалась суть проекта?

— Текущий проект называется SmartMe. Он начался как краудфандинговая кампания, где мы собрали около 30 тыс. евро. Основная цель — создать новую инфраструктуру умного города в Мессине. Но не с чистого листа. Главная идея была в использовании уже существующей инфраструктуры — сенсоров, которые есть в любом городе. В Лондоне находится порядка 500 тыс. камер. В Пекине — тоже. Но можно взять и другие сенсоры, даже светофоры. В Лондоне будет более миллиона сенсоров. Даже в Казани огромное количество камер и систем, контролирующих ситуацию на дорогах. И идея заключается в том, чтобы использовать эти сенсоры, подключая их к интернету вещей и соединяя в инфраструктуру умного города. Это основная задача, которую мы пытаемся решить с помощью нашего софта. Наше поле — это middleware, связующее программное обеспечение, и оно называется Stack4Things.

Можно внедрить связующее ПО в существующие решения и использовать уже работающий софт. Существующее решение для этого — Open Stack, самая используемая платформа, де-факто стандарт облачных сервисов. Эта система позволяет нам подсоединить все сенсоры к облаку. И через облако уже можно заниматься кастомизацией, решать проблемы разнородности устройств. Мы подключали существующие сенсоры к Arduino Board. Но можно использовать любой вариант подключения к IoT. Большинство девайсов и так соединены в сеть, но если нет, их легко можно «иотизировать».

— Вы сотрудничали с местными властями при внедрении проекта?

— Это началось как чистый краудфандинг в нашей лаборатории. Потом проект стал взаимодействовать с муниципалитетом Мессины. Но основные деньги приходили от обычных людей и в некоторых случаях от компаний. Я сам пожертвовал 5 или 10 евро.

Не надо покупать новые сенсоры для каждого нового сервиса

— Что измеряют сенсоры в Мессине?

— Сейчас стандартный подход к умным городам — вертикальный. Вы начинаете с сенсора, покупаете его, устанавливаете, а потом добавляете ПО и создаете приложения. Наш подход горизонтальный. При нем мы можем создать одну операционную систему для городов. Сенсоры могут измерять сразу много параметров, а программы могут работать параллельно, деля между собой девайс. У нас довольно много сервисов для маленького города — это и умная энергия, и умная парковка, и освещение. Пока это небольшой эксперимент — у нас где-то 200 сенсоров и 50 датчиков. И они работают одновременно для разных сервисов. Это одно из главных преимуществ нашего подхода — не надо покупать новые сенсоры для каждого нового сервиса.

Мы создали собственные датчики, измеряющий давление, газ, свет и другое. Они способны на более комплексный анализ. У нас есть открытые базы данных, в которых доступна вся информация с сенсоров. Есть несколько сенсоров — в том числе, контролирующих влажность. Также мы установили один в озере, чтобы контролировать качество воды.

— Можно ли сделать одно программное обеспечение для разных городов?

— Да, наша идея подразумевает репликацию. Сердце системы — наше решение Stack4Things, которое можно вставлять в разные девайсы. И девайсы могут взаимодействовать между собой даже в больших столицах. Это то, чего мы хотим. Но этот подход позволит не только большим городам стать умными, но и маленьким тоже — таким, как Мессина. Большинство людей живут в маленьких городах, а большинство проектов умного города делаются для огромных городов. Миллионы и миллиарды долларов инвестируются в отдельные единичные проекты. Наш подход малобюджетен, так как он использует уже существующую инфраструктуру.

— Насколько это дорого?

— Мы говорим о десятках тысяч евро — если брать кейс Мессины, где было порядка 200 сенсоров. Но стоимость, конечно, зависит от существующих устройств — если они уже подсоединены к интернету, это дешевле. В Татарстане, например, есть Иннополис, обладающий соответствующей инфраструктурой — там устанавливать систему будет значительно проще.

Надо сказать, что наша концепция предполагает не только использование камер, которые принадлежат городу. Можно использовать и частные камеры — например, которые принадлежат магазинам. Так можно совместными усилиями построить умный город. Сейчас если в большом здании работает много людей и компаний, каждый не вешает у входа свою камеру. Для этого просто нет места, это неэффективно. Поэтому устанавливается одна камера — и ею пользуются разные люди. В этом и заключается наше решение. Потому что на самом деле соединить тысячу девайсов не так сложно — и вы уже построите свою инфраструктуру.

— В Казани вы в основном занимаетесь исследованиями или пытаетесь внедрять решения умного города?

— Я руковожу исследовательской группой Social and Urban Computing (социально-ориентированные компьютерные технологии для городской среды — «Хайтек») в Казанском Университете (КФУ). Мы как раз занимаемся изучением разных аспектов умных городов и управления данными. И пробуем применить наши решения в городе, на маленьком уровне, для демонстрации возможностей проекта. Но на данный момент не получили финансирования для этого. Но мы еще пытаемся и продолжим пытаться.

[Scyther]

«Металлическая древесина» из никеля оказалась прочнее и легче титана
https://naked-science.ru/article/hi-tech/metallicheskaya-drevesina-iz

Предложена технология получения металлических структур с нанопорами, отличающихся невероятной легкостью, прочностью и способных выполнять дополнительные функции.

Для изготовления самых ответственных и прочных конструкций инженеры часто обращаются к титану, который в разы прочнее стали и при этом легче нее. Эти характеристики во многом определяются кристаллической структурой металла. Управляя ею, можно получить новые материалы, которые будут демонстрировать еще более впечатляющие характеристики. Это продемонстрировали американские разработчики, статья которых опубликована в журнале Scientific Reports.

Профессор Джеймс Пикуль (James Pikul) и его коллеги использовали образец обыкновенного мягкого никеля, создав в нем массу наноразмерных пор. Они сделали материал таким же прочным, как титан, но еще более легким — легче воды. Теоретически эти поры также можно заполнять другим вязким материалом, придавая структуре нужные дополнительные свойства: например, способность накапливать энергию.

«Мы называем это "металлическим деревом" не только благодаря его плотности, которая примерно сравнима с древесиной, но и благодаря его "клеточной" природе, — говорит профессор Пикуль. — Взгляните на фрагмент дерева, что вы увидите? Какие-то части толстые и плотные, они созданы, чтобы удерживать структуру. Какие-то части пористые и созданы для выполнения особых биологических функций, таких как транспорт. <...> Наша структура аналогична».

Чтобы получить ее, ученые использовали взвесь пластиковых сфер диаметром в несколько сотен нанометров. По мере того как вода испарялась, они оседали ровными рядами, наподобие аккуратно уложенных пушечных ядер. На них напыляли никель, после чего пластик растворяли, получая металлическую структуру, на 70 процентов объема состоящую из воздушных пор. При размерах никелевых структур порядка 16 нанометров прочность материала составила 800 МПа, в несколько раз превосходя показатели обычного цельного никеля. Меняя геометрию и величину структурных элементов, а также размеры пор, эти свойства можно варьировать в пределах от 90 до 880 МПа, а плотность — от 880 до 14500 кг/м3.

Авторы отмечают, что, в отличие от титана, все компоненты, необходимые для получения таких сверхпрочных структур, недорогие и достаточно широко распространены. Однако до сих пор отсутствуют технологии и техника для их производства в промышленных масштабах, нет и методов получения крупных образцов. Именно этими проблемами исследователи планируют заняться на следующем этапе работы.


Замечание Scyther-a: Совершенно ясно, что этот искусственно-дырявый материал оказывается хрупким и будет ломаться при деформировании, в отличие от древесины и металла, которые обладают упругостью и пластичностью.

[Scyther]

Ученые использовали лазер для передачи звука прямо в ухо человека
https://naked-science.ru/article/hi-tech/uchenye-ispolzovali-lazer-dlya

Исследователи из Массачусетского технологического института разработали способ шифрования и передачи звука при помощи лазерного луча прямо человеку в ухо — так, чтобы сообщение было слышно только ему.

Ученые выяснили, как использовать лазер для передачи звука — будь то музыка или речь —человеку, находящемуся в противоположном конце комнаты, без какого-либо приемного оборудования. Разработка, описанная в журнале Optics Letters, представляет собой потенциальный прорыв для будущего звуковой аппаратуры и коммуникаций.

«Нашу систему можно использовать на некотором расстоянии для передачи информации напрямую в ухо человеку, — рассказывает исследователь из Массачусетского технологического института (МТИ) Чарльз М. Винн. — Это первая система, использующая абсолютно безопасные для глаз и кожи лазеры для локализации звукового сигнала конкретному человеку в любом окружении».

В своей работе команда из МТИ описывает процесс создания двух разных способов передачи тонов, музыки и записанной речи при помощи лазера.

Обе техники основаны на так называемом фотоакустическом эффекте — образовании звуковых волн в результате поглощения материалом света. В случае исследования МТИ этим материалом послужил водяной пар в воздухе.

Для одного из разработанных способов исследователи «сканировали» лазерный луч со скоростью звука, изменяя длину разверток для шифрования различных слышимых высот звука.

Эта техника позволила им передать звук человеку, находящемуся на расстоянии более двух метров, на громкости в 60 децибел — примерно на такой громкости играет музыка в ресторане. Между источником звука и целью не было помех.

Для другого способа специалисты зашифровали аудиопослание, изменяя мощность лазерного луча. Ученые говорят, что эта техника помогла получить более тихий, но и более чистый звук.

Несмотря на то что идея использования лазера для передачи сообщения другу через комнату, наполненную людьми, звучит заманчиво, у команды МТИ куда более важные планы на эту технологию.

Они уверены, что дальнейшие исследования позволят увеличить расстояние передачи, что может сделать эту технику полезной в опасных ситуациях вроде массовой стрельбы: так, власти могли бы передавать инструкции людям напрямую, чтобы никто другой их не слышал.

«Мы надеемся, что в итоге это станет промышленной технологией, — говорит Райан М. Шулленбергер. — Есть много волнующих возможностей, и мы хотим разработать коммуникационную технологию, которая будет полезной».

[Scyther]

Расходы на майнинг биткоина превысили его стоимость
https://naked-science.ru/article/sci/rashody-na-mayning-bitkoina-prevysili

Некогда бьющий все рекорды биткоин сейчас переживает трудный этап: за последнюю неделю его стоимость упала ниже 3600 долларов, хотя среднее значение еще в прошлом году держалось на отметке в 6500 долларов.

Аналитики из JPMorgan Chase & Co обнаружили, что стоимость майнинга одного биткоина превышает реальную стоимость самой криптовалюты: так, в четвертом квартале 2018 года мировые средние затраты на «производство» биткоина колебались на уровне около 4060 долларов, что значительно выше его текущей стоимости.

Большая часть расходов на майнинг биткоинов в глобальных масштабах связана с оплатой энергии, необходимой для работы огромных, мощных и требовательных компьютеров. Биткоин-майнеры в Китае нашли способы значительно сократить эти расходы, открыв производство в непосредственной близости от производителей электроэнергии, заключив с ними ряд соглашений о прямых закупках нужного ресурса. По словам аналитиков из JPMorgan, это позволяет им в среднем платить «всего» около 2400 долларов за биткоин. Однако, несмотря на растущие затраты, многие западные биткоин-майнеры до сих пор не объявили о прекращении производства. Даже наоборот, специалисты обнаружили, что в некоторых странах производственные доли майнеров, базирующихся в Чешской Республике, США и Исландии, несколько выросли.

По мнению аналитиков, если «в деле» останутся только китайские майнеры с низкими затратами, предельные издержки могут упасть до уровня менее 1260 долларов за биткоин. Вместе с тем, несмотря на определенный пессимизм, криптовалюты, такие как биткоин, имеют тенденцию к значительным колебаниям в стоимости за короткие промежутки времени — именно это качество делает их настолько непопулярными среди традиционных банков.


График стоимости биткоина

В то время как корреляция биткоина за последний год со всеми остальными активами приближалась к нулю, этот показатель ни о чем не говорит, если сам хеджируемый актив (финансовые активы либо товары, которые имеются в наличии) находится на медвежьем рынке, который характеризуется снижением цен или котировок, утверждает Джон Норманд (John Normand), глава стратегии перекрестных активов в JPMorgan, подчеркивая, что биткоин в прошлом году упал на 74 процента, в то время как индекс S&P 500 снизился на 6,2 процента.

По словам Норманда, в будущем инвесторы и корпорации должны готовиться к более широкой и основательной подготовке, лучше согласовывать свои действия и разработать продуманную стратегию, чем простое приобретение криптовалют.

[Scyther]

МГУ в Париже
https://scientificrussia.ru/articles/mgu-v-parizhe

С 29 по 31 января учёные МГУ имени М.В. Ломоносова представят в Париже интерактивную экспозицию, приуроченную к открытию  Международного Года Периодической системы химических элементов . Торжественная церемония открытия Года и выставки пройдёт в штаб-квартире ЮНЕСКО.

Специально к празднованию 150-летия открытия Периодического закона Д.И. Менделеева молодые учёные с факультета наук о материалах, механико-математического и химического факультетов подготовили интерактивную экспозицию. Она посвящена современным научным исследованиям и открытиям исследователей МГУ в области химии и материаловедения.
Главная особенность экспозиции российских учёных заключается в её профессиональной научной направленности. Учёные предлагают выйти за рамки традиционных школьных опытов и принять непосредственное участие в экспериментах по созданию и характеризации современных материалов. А формат выставки позволяет донести до посетителей научные достижения — порой сложные для понимания — на простом и ярком языке. На каждом стенде посетители могут пообщаться с ведущими учёными-исследователями, аспирантами и студентами МГУ, работающими непосредственно в области синтетической химии и современного материаловедения.
Выставка является уникальным инновационным форматом общения широких слоёв общества с профессиональным научным сообществом. Главной особенностью выставки и отличием от традиционных демонстраций химических опытов и научно-популярных лекций является профессиональная научная направленность экспериментальных стендов: посетители выставки принимают непосредственное участие в экспериментах по созданию и характеризации современных материалов, без проведения обычных «школьных» опытов по химии.
Посетители выставки смогут провести опыты по получению или исследованию материалов для химических источников тока с помощью элементов водорода и лития, высокотемпературных сверхпроводящих материалов с элементом азотом, солнечных батарей DSSC-типа (Гретцелевских ячеек) с рутением, современных соединений для сельского хозяйства с калием и фосфором, люминесцентных материалов, основанных на таких химических элементах, как европий и тербий… Можно даже создать наноструктурированные материалы на основе алюминия.
Группа учёных с механико-математического факультета МГУ подготовила к выставке особый стенд. Его гости смогут погулять в виртуальной реальности по детально реконструированному кабинету профессора Менделеева. Можно даже самим вывести периодический закон, сопоставляя массы химических элементов и наблюдая за опытами профессора.
Цели интерактивной выставки – показать примеры использования различных химических элементов в химических процессах и при создании материалов, понятным и доступным языком рассказывать обществу, чем занимаются учёные, дать возможность своими руками прикоснуться к экспериментальной научной работе, показать как научный поиск улучшает качество жизни и какие перспективы эти исследования открывают современному человеку и обществу. Эта выставка способствует продвижению российской науки на международной арене, укреплению авторитета и репутации российского высшего образования.

[Scyther]

Опасно для жизни дышать в Новосибирске
http://www.sbras.info/articles/overview/opasno-dlya-zhizni-dyshat-v-novosibirske
Сотрудники Института почвоведения и агрохимии СО РАН в содружестве со специалистами СГУПС исследовали дорожные отложения, источники и миграцию загрязняющих веществ. Более 100 проб взяли ученые из воздуха, почвы, грязи с дорог и песко-соляной смеси.
 
«До 80—100 раз превышен уровень запыления. Вблизи автомобильных дорог с высоким трафиком многократно превышено допустимое содержание, — сообщил директор Института почвоведения и агрохимии СО РАН Александр Сысо. — Летом на газонах в парках и скверах в исходном состоянии частицы грязевых отложений обладают малой способностью к пылеобразованию, однако при воздействии, имитирующем действие шин, в 2,7 раза увеличивается способность к пылеобразованию. В целом, в Новосибирске в 50 раз превышен уровень выпадения твердых веществ».
 
Александр Сысо напомнил, что частицы пыли менее 10 микрон могут оседать в легких человека и опасны тем, что вместе с ними в организм попадает алюминий. В организм тех, кто живет и работает вблизи крупных магистралей и загруженных автомобилями улиц, попадают и другие опасные для здоровья элементы — оксид кремния, марганца и железа. Загазованных участков в Новосибирске десятки — это улицы Большевистская, Ипподромская, Нарымская, Челюскинцев, Богдана Хмельницкого, Красный проспект и проспект Карла Маркса, многие другие.«Вся эта опасность в пределах 25-ти метров от дороги. Надо как можно раньше очищать город от зимних грязевых осадков и как можно лучше озеленять придорожные магистрали, высаживать лиственные растения, потому что хвойные могут погибнуть», — подчеркнул ученый.
 
Основным источником появления пыли летом являются остатки песко-соляной смеси, которой обрабатывали дороги зимой. На нее приходится свыше 50 % массы дорожных пылевых отложений. Еще одна причина запыленности – изношенные дорожные покрытия: ограждения, бордюрные камни, тротуарная плитка. Они — источник еще 40% пыли в городе. По 5 % крупиц приносят стройки, растительные остатки, выхлопные газы.
 
«В рамках исследования установлена способность веществ к миграции из почвы в снег и воздух, а также из снега в воздух», — пояснила начальник отдела окружающей среды департамента энергетики и ЖКХ мэрии Новосибирска Мария Сидорова. Для мэрии предложены основные рекомендации: необходимо применять системный подход в озеленении газонов вдоль дорог, уборке и содержании дорог города, развивать дорожную сеть, поднять бордюры и увеличить озеленение вдоль дорог.
Ждать ли пыльных бурь в этом году — точные прогнозы не дают ни ученые, ни чиновники, но первые шаги для минимизации пыли в городе уже сделаны. Пока дорожникам удалось добиться замены половины песко-соляной смеси на более крупные частицы горных пород, чтобы снизить показатель содержания глинистых частиц и частично перейти на обработку дорог безвредным, но дорогим реагентом «Бионорд».

[Scyther]

Искусственный интеллект научился превращать мысли в слова
https://naked-science.ru/article/hi-tech/iskusstvennyy-intellekt-1

Продемонстрирован ИИ, способный распознавать отдельные слова по активности в коре головного мозга.

Главная проблема в создании эффективных интерфейсов для прямого взаимодействия компьютера с человеческим мозгом состоит в интерпретации шумных сложных сигналов, которые удается с мозга считывать. Однако в последние годы именно в области распознавания паттернов в «плохих», зашумленных данных наблюдается заметный прогресс.

Происходит это благодаря применению нейронных сетей, которые в некоторых случаях уже практически «читают мысли»: можно вспомнить работу 2018 года, авторы которой смогли восстановить картинку, которую представляли подопытные, по данным электроэнцефалографии. Следующий шаг в этом направлении сделала команда профессора Колумбийского университета Нима Месгарани (Nima Mesgarani).

В статье, опубликованной в журнале Scientific Reports, ученые сообщают об успешном применении нейросетей для распознавания слов по активности мозга. Авторы проводили эксперименты с пятью добровольцами, направленными на хирургическую операцию в связи с тяжелыми приступами эпилепсии. В кору мозга помещался массив микроэлектродов, которые регистрировали активность нейронов в течение получаса, пока человеку зачитывали короткие тексты. Собранные данные использовали для обучения искусственного интеллекта (ИИ).

Демонстрируя свой ИИ в работе, ученые проигрывали тем же добровольцам записи счета от нуля до девяти. Нейросеть анализировала связанную с этим активность мозга и через синтезатор голоса произносила исходное слово. По словам профессора Месгарани, результативность воспроизведения составила 75 процентов — существенно выше, чем это удавалось до сих пор. Теперь разработчики намерены расширить функциональность ИИ и научить его распознавать более сложные слова и сочетания.

[Scyther]

Ученые изобрели гибкое устройство, преобразующее сигналы Wi-Fi в электричество
https://naked-science.ru/article/hi-tech/uchenye-izobreli-gibkoe-ustroystvo

С каждым годом мечты о беспроводной зарядке становятся все более желанными. Новое изобретение, созданное в MIT, может приблизить этот день: инженеры разработали гибкое устройство, собирающее энергию из сигналов Wi-Fi, которую затем можно преобразовать в электричество для питания гаджетов.

Новое устройство, которое называется Rectenna, способно преобразовывать электромагнитную энергию в постоянный ток. Этот девайс, разработанный совместными усилиями сотрудников Массачусетского технологического института и Технического университета Мадрида, использует радиочастотную антенну для захвата электромагнитных волн (например, излучаемых Wi-Fi) в виде сигналов переменного тока. Результаты работы представлены в журнале Nature.

Сигналы переменного тока отправляются на двухмерный полупроводник, который преобразует их в постоянный ток, производя около 40 микроватт. Это и не так много, но достаточно для питания светодиода или кремниевых чипов. Поскольку Rectenna гибкая, ее можно развернуть и на больших площадях, например обоях, или использовать в небольших портативных гаджетах, таких как гибкие смартфоны — устройства, которые вот-вот появятся на рынке. Помимо этого, новая технология может быть применена даже в медицинских имплантатах и глотательных датчиках.

«Использовать стандартные батареи для питания медицинских приборов, которые глотает пациент, довольно опасно, ведь, если произойдет даже небольшая утечка лития, человек может умереть. Куда практичнее будет собирать энергию из окружающей среды, чтобы питать эти маленькие устройства внутри тела, передавая данные на внешние компьютеры», — рассказывает инженер Технического университета Мадрида Хесус Грахаль (Jesús Grajal).

Стоит отметить, что это не первое устройство, которое может преобразовывать энергию Wi-Fi в электричество. Идея уже была известна в течение некоторого времени, и инженеры продолжают ее совершенствовать. Так, в своей работе команда исследователей использовала другой материал для выпрямителя — ту часть, которая преобразует переменный ток в постоянный. В предыдущих ректеннах он изготавливался из арсенида кремния или галлия, который не только слишком жесткий, но и довольно дорогостоящий в использовании на больших поверхностях.

Здесь же ученые использовали дисульфид молибдена (MoS₂). Его толщина составляет всего три атома, и при воздействии определенных химических веществ он вызывает фазовый переход между полупроводником и металлическим материалом. С помощью этой структуры устройство может захватывать более высокие частоты, чем другие гибкие выпрямители, которые, к примеру, не могут уловить гигагерцевые частоты, на которых работает Wi-Fi.

По словам инженера MIT Сюй Чжана, такая конструкция позволила создать полностью гибкое устройство, достаточно быстрое для охвата большинства радиочастотных диапазонов, используемых нашей повседневной электроникой, включая Wi-Fi, Bluetooth, сотовую LTE и многое другое. При этом стоимость этого устройства относительно невелика, поэтому его можно использовать и на больших поверхностях. Сейчас команда ученых работает над созданием более крупных ректенн и повышением эффективности их работы.

[Scyther]

«Отец» Глобальной сети рассказал, чем опасен интернет вещей
https://www.mk.ru/science/2019/01/29/otec-globalnoy-seti-rasskazal-chem-opasen-internet-veshhey.html

По его мнению, многие устройства не будут в достаточной степени защищены

Американский учёный Винстон Серф, которого в СМИ зачастую называют «отцом интернета», высказал довольно неожиданное мнение о собственно детище. По мнению специалиста, Глобальная сеть не вполне приспособлена для того, что на сегодняшний день считается весьма перспективным применением её возможностей. Речь идет о так называемом интернете вещей.

«Интернетом вещей» называется концепция, подразумевающая, что множество используемых человеком технологических оказываются способны взаимодействовать друг с другом и со внешней средой посредством беспроводных и прочих сетей. Считается, что подобный подход позволит не только изменить повседневную жизнь людей, но и перестроить экономические и общественные процессы, позволив человеку «делегировать» машинам большое количество разнообразных действий.

Впрочем, Серф, на слова которого ссылается Business Insider, не считает воодушевляющим тот факт, что к интернету подключается всё больше разнообразных устройств. По его мнению, интернет имеет два недостатка, которые едва ли можно исправить в полной мере. Во-первых, в нём может «не хватить места» для подключения огромного количества устройств, количество которых скоро начнёт измеряться в десятках миллиардов. Как утверждает учёный, сама структура интернета такова, что он способен поддерживать до 4,3 миллиарда, то есть 2 в 32-й степени, устройств. Во-вторых, в интернете отсутствуют встроенные протоколы безопасности. Разработчик пояснил, что сам вопрос безопасности во время создания интернета воспринимался как не самый приоритетный.

В качестве наглядного примера того, чем может быть чреват «интернет вещей», Серф привёл беспилотный автомобиль, который может попасть в аварию в результате взлома или какой-либо другой ошибки в работе, связанной с его подключением к интернету.

Винстон Серф в 2004 году премией Тьюринга, а с 2016 года является иностранным членом Лондонского королевского общества. Также он член Национальной инженерной академии США и обладатель множества престижных наград разных стран.

[Scyther]

Испанские ученые разработали бумагу, которая превращает тепло в электричество
https://scientificrussia.ru/articles/ispanskie-uchenye-razrabotali-bumagu-kotoroe-prevrashchaet-teplo-v-elektrichestvo

Исследователи из Института материаловедения Барселоны (ICMAB-CSIC) создали новое термоэлектрическое устройство. Оно сделано из целлюлозы, которую производят бактерии в лаборатории, и содержит небольшое количество проводящего материала – углеродных нанотрубок. Коротко о разработке рассказано на сайте института, ее описание дано в журнале Energy & Environmental Science.

Бактерии в воде, содержащей сахар и углеродные нанотрубки, производят наноцеллюлозные волокна. В результате получаются мягкие пластинки, в которые уже «вшиты» углеродные нанотрубки. Эти трубки, которые по толщине сравнимы с волокнами целлюлозы, оказывает положительное влияние на механические свойства полисахарид: она становится более прочной, упругой, она легко меняет свою форму и при этом не теряет свойство электропроводности. Ещё одно важное преимущество: полученный материал не несёт вреда окружающей среде, его можно перерабатывать и использовать повторно.

Ученые добавляют, новый материал обладает более высокой термостойкостью по сравнению с другими термоэлектрическими материалами, созданными на основе синтетических полимеров, что позволяет ему выдерживать температуру до 250°С.

Новое устройство можно использовать для выработки электроэнергии из остаточного тепла, чтобы зарядить датчики, которые используются в области Интернета вещей, «сельского хозяйства» 4.0 или «промышленности 4.0». В ближайшем будущем человек сможет носить устройства с такими «бумажными электростанциями»: например, медицинские приборы или спортивные. Поскольку «бактериальная целлюлоза» может быть изготовлена ​​в домашних условиях, возможно, мы приблизимся к новой энергетической парадигме: пользователи смогут сами для себя создавать электрические генераторы.

[Scyther]

Из сплава в нано-
https://scientificrussia.ru/articles/iz-splava-v-nano

Члены авторского коллектива – слева направо: Е.С.Локтева, Т.Н.Ростовщикова, Е.В.Голубина.

Научная команда химического факультета МГУ и Физико-технического института имени А. Ф. Иоффе РАН впервые методом лазерной электродисперсии палладий-никелевой мишени синтезировала высокоактивный биметаллический катализатор.

 Катализаторы на основе би- и полиметаллических нанокристаллических сплавов перспективны для использования в промышленных процессах. Изучение их каталитического действия очень важно для разработки фундаментальных концепций катализа. Российские исследователи предложили получать биметаллические частицы воздействием лазерного излучения на мишень из сплава металлов. Тестирование синтезированного катализатора в реакции гидродехлорирования хлорбензола доказало его эффективность и потенциальную активность.

 Участники  проекта - Екатерина Сергеевна  Локтева,  доктор  химических наук, ведущий научный сотрудник, профессор кафедры физической химии химического факультета МГУ им. Ломоносова и Татьяна Николаевна Ростовщикова, доктор  химических наук, ведущий научный сотрудник кафедры химической кинетики химического факультета МГУ им. Ломоносова -рассказали о том, как учёные впервые синтезировали биметаллические катализаторы  новым методом лазерного электродиспергирования (ЛЭД).

 «Хорошими катализаторами служат дорогие и востребованные благородные металлы. Чем меньше благородного металла используется в составе катализатора, тем дешевле обходится процесс, однако при этом может снижаться эффективность, -  сказала профессор Локтева,  - Ученые из Физико-технического института имени А. Ф. Иоффе РАН  придумали и осуществили лазерное электродиспергирование металлических мишеней, которое позволяет наносить на углеродные и оксидные носители очень мелкие и однородные по размеру, форме и составу биметаллические частицы, причем они равномерно заполняют внешнюю поверхность гранул носителя и доступны для реагентов».

По словам Екатерины Локтевой, «такие катализаторы прекрасно работают даже при ультрамалом содержании благородного металла – менее 0.01 массового процента, а в обычных - содержание благородного металла бывает 0.5-5% и выше. Еще один способ сделать катализаторы дешевле – заменить дорогой металл более дешевым, но это может привести к падению эффективности. Здесь помогает  использование двух металлов одновременно (биметаллические катализаторы). В результате действия нескольких факторов такие катализаторы могут обеспечивать синергизм – то есть эффективность биметаллического катализатора может стать в несколько раз больше, чем сумма действий каждого из компонентов».

Экспериментальные данные,  полученные научным коллективом,   опубликованы  в    рецензируемом  научном  издании   Pure and Applied Chemistry (Volume 90, Issue 11).

В качестве основы для биметаллического катализатора учёными  были выбраны  никель и палладий. Поскольку «катализаторы готовили для реакции восстановления хлорированного вещества. В этих реакциях по отдельности эффективны и палладий, и никель», -  пояснила  профессор Локтева.

Существуют методы  так называемой «мокрой» химии (пропитка, соосаждение, ионный обмен и другие), которые используются для приготовления металлсодержащего катализатора.  «Мокрые» методы дешевы, удобны и  включают простое оборудование. Но их применение не всегда помогает достичь требуемого состава и распределения каталитически активного компонента. Помимо этого, «мокрый» синтез обычно многостадийный процесс, который зависит от многих факторов. Разработка новых «сухих» методов получения наночастиц однородного состава - важная проблема для учёных. Предложенный  российскими  специалистами подход - лазерного электродиспергирования металлов - не требует использования растворителей и стабилизаторов и отличается от известных способов тем, что формирование наночастиц происходит в процессе деления капель расплавленного металла, а не из атомов испаренного металла.

Метод лазерного электродиспергирования, использованный  при создании биметаллического катализатора  заключается в следующем: «Металлическую  (в данном случае из сплава NiPd) мишень освещают лазерным лучом со специально подобранной мощностью. Из мишени вылетают капельки расплавленного металла (сплава) и заряжаются в лазерном пучке. От этого они начинают делиться на более мелкие капельки, и этот процесс продолжается до тех пор, пока поверхностное натяжение, удерживающие атомы вместе, не уравняется с силами, вызванными зарядом атомов, вызывающими деление, что является отличительной особенностью нового способа, - объяснила, в чём выражается отличительная особенность нового способа, доктор  хим. наук Татьяна Ростовщикова  и продолжила,  -   Получаются капельки одинакового размера, которые падают на носитель для катализатора (в нашей работе использовали медные сеточки, которые служат для исследования методом просвечивающей электронной микроскопии, или гранулы оксида алюминия). Чтобы гранулы покрывались металлом со всех сторон, их встряхивают с помощью пьезокерамической пластинки. Полученные частицы металла или сплава имеют размеры 1-2 нм, в зависимости от природы металла».


Схема синтеза катализаторов. В случае биметаллических катализаторов мишень состоит из сплава PdNi

Синтез биметаллических систем никеля и палладия методом лазерной электродисперсии - это очередной этап работы  единомышленников.

Научная  команда физиков и химиков  продолжила сотрудничество, которое развивалось ранее в рамках проектов РФФИ, МНТЦ и других финансирующих науку организаций. Работа носила преимущественно экспериментальный характер и объединила  специалистов разных  научных учреждений. Авторы метода С.А.Гуревич, В.М.Кожевин, Д.А.Явсин – сотрудники ФТИ им. А.Иоффе РАН -  занимались синтезом катализаторов и исследованием их свойств в Санкт-Петербурге. Сотрудники химического факультета МГУ имени М.В.Ломоносова Е.В.Голубина, Т.Н. Ростовщикова, Е.С Локтева  – проводили каталитические испытания и анализ результатов, полученных физико-химическими  методами   исследования  катализаторов, а  К.И Маслаков, Т.Б Егорова, С.А. Николаев – проводили исследование образцов методами рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии, просвечивающей электронной микроскопии и помогали разобраться в полученных результатах. Коллега А.Е.Ермаков из Екатеринбургского Института физики металлов приготовил и предоставил сплав никеля с палладием, который применяли в качестве мишени.

 «Хотелось бы поблагодарить Программу развития МГУ имени М.В.Ломоносова, которая помогла оснастить наш химический факультет МГУ современным дорогостоящим научным оборудованием: спектрометром рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии и просвечивающим электронным микроскопом высокого разрешения. Без такого оборудования нам не удалось бы провести работу на хорошем международном уровне», - выразила  свое мнение профессор Локтева.


Электронно-микроскопические изображения полученного биметаллического образца на сеточке для просвечивающей электронной микроскопии, слева в светлом, справа в темном поле. Темные (и светлые справа) частицы – это частицы сплава.

Почему активность синтезированного катализатора  была протестирована специалистами на хлорорганических веществах?

«Хлорорганические вещества чужды биологическим системам. Полихлорированные органические вещества входят в так называемую «грязную дюжину» наиболее опасных токсикантов. Среди них есть вещества, нарушающие работу эндокринной системы, так как некоторые их фрагменты совпадают с фрагментами человеческих гормонов, - ответила профессор Локтева и дала развернутое пояснение -  Однако в свое время был разработан процесс получения щелочи из поваренной соли электролизом, вторым продуктом этого процесса является хлор, и чтобы утилизировать этот хлор, разработано множество процессов получения хлорорганических соединений и направлений их использования. Так, долгое время полихлорированные бифенилы и гексахлорбензол, которые нелетучи, негорючи и обладают рядом других полезных свойств, использовали в составе электротехнических жидкостей.   Поэтому существует потребность в легких и безопасных способах утилизации полихлорированных отходов, включая отходы ПВХ. Сжечь полихлорированные вещества по описанным выше причинам трудно, и кроме того, из продуктов сжигания при каталитическом действии материала фабричных труб могут образовываться крайне опасные диоксиновые соединения. А вот каталитическое восстановление лишено этих недостатков, так как проходит в восстановительной среде, и к тому же позволяет получить полезные продукты из отходов, например, бензол из полихлорированных бензолов».

Многообещающие результаты были получены для синтезированных биметаллических катализаторов на основе никеля и палладия.

«Интересно будет приготовить другие биметаллические системы, например, на основе золота, и проверить их эффективность в разных каталитических реакциях», -  поделилась научными планами профессор МГУ Екатерина Локтева.

[Scyther]

Инженеры создали самовосстанавливающийся материал, способный затянуть трещины и царапины на металле
https://hightech.fm/2019/02/01/self-healing
Инженеры из Северо-Западного университета США создали самовосстанавливающееся покрытие, способное в течение нескольких секунд устранить трещины и царапины на металле. Описание разработки опубликовано в журнале Research.

Известно, что жидкости из-за своей консистенции имеют возможность восстанавливать структуру поверхности после физического воздействия. Например, если по воде проплывет лодка, через некоторое время поверхность восстановит прежнюю структуру — станет ровной.

Этим свойством жидкости воспользовались исследователи под руководством Цзясин Хуана. Ученые создали силиконовое масло микрокапсулами из восстановленного оксида графена, достаточно текучее, но не настолько, чтобы оно стекало с поверхности металла.

Капсулы позволили создать плотную сеть, способную затянуть трещины и царапины. В ходе испытаний покрытие нанесли на алюминий, а затем несколько десятков раз ударили по нему различными предметами, а потом опустили в соляную кислоту. Каждый раз металл восстанавливал структуру и не подвергался коррозии, отмечается в исследовании.

https://youtu.be/-b2yWnteRaI

[Scyther]

Идея для Саратова: экономика на блокчейне
http://innovanews.ru/info/news/economics/16293/

Российские регионы получили возможность улучшить экономику путем дополнительных инвестиций.

Так считают власти Удмуртии, которые собираются разместить токенизированные облигации на криптовалютной бирже в Беларуси.

Криптобиржа Currency открылась в РБ в январе 2019 года и уже принимает заявки на регистрацию. Александр Свинин, первый вице-премьер Удмуртии, ведет переговоры с руководителями Currency. Александр считает, что это сможет привлечь финансирование в экономику региона и уверяет, что ознакомился со всеми условиями работы криптовалютной биржи.

Конечно, такое решение придется согласовывать с министерством финансов и Центральным банком России. В чем заключается идея?

Финансовые криптоактивы в РФ
Центральный Банк пока не дал комментариев по поводу этого проекта. В Министерстве финансов напомнили, что регулирование криптовалют в РФ еще не определено до конца. Законопроект о цифровых активах будет рассматриваться в Госдуме в течении этого и следующего месяца. В зависимости от терминов и правовых норм, указанных в этом законе, будет развиваться блокчейн индустрия в стране.

Свинин подчеркнул, что настроен осуществить задуманное, но, возможно, для начала в тестовом режиме: небольшое количество акций на блокчейне.

Токенизированные облигации ー фактически аналоги традиционных бумаг, но только в виде записей в блокчейне ー токенов. Такие токены можно купить за фиатные деньги (рубли, доллары, евро) и за криптовалюту (чаще всего биткоины и ethereum). Капитализация криптовалют ー основной показатель для высокого рейтинга токена.

Российские инвесторы уже присматриваются к белорусской бирже, около половины заявок на регистрацию из России. К токенам можно привязать любые ценности и продавать их через платформу. К торгам руководители биржи не допускают граждан США и страны из международного черного списка.

Почему вице-премьер Удмуртии обратился к белорусской компании? В России пока нет аналогичной площадки и криптовалютных платежей. Центральный банк России пока опасается допускать токены к обращению из-за возможности финансовых махинаций и отмывания денег.

Но для российских бизнесменов нет запретов хранить средства в иностранной (в том числе и криптовалюте) на зарубежных биржах.

Скорее всего, идея вице-премьера Удмуртии не пройдет из-за законодательства РФ. Для подобной авантюры регион не должен получать государственные дотации, обладать высоким кредитным рейтингом, без задолженностей.

Согласно рейтинговому агентству, таких регионов примерно четыре в стране. И Удмуртия в список не входит. Однако в течении 12 месяцев в комфортном режиме регион планирует погасить кредитный долг, имеется в виду бюджетные кредиты и облигационные обязательства.

Криптовалютные займы ー это риск, на который не может пойти целый регион в данный момент. Но такое желание могло быть вызвано созданием тестовой площадки по социально-экономическому развитию региона «Сарапул». На ее базе и планировалось разработать и проверить оборот криптовалюты на законодательном уровне.

[Scyther]

Оцифровать вечность
https://scientificrussia.ru/articles/otsifrovat-vechnost

Участники российского  стартапа Bitcarat.com, выпускники НИТУ  «МИСиС» выводят на рынок уникальную технологию верификации и трейсинга природных алмазов. Метод основан на современных IT-технологиях, в частности, технологии блокчейн.  В ситуации, когда на алмазном рынке существуют одновременно природные, синтетические и фальшивые камни, система поможет защитить финансовые активы участников рынка и полностью гарантировать подлинность бриллианта. Проект планируется вывести на STO (Security Token Offering) в ближайший год.

Современная  мировая  алмазная  индустрия переживает период глобальной реструктуризации. Мировой монополист De Beers впервые за 130 лет своего существования начнет выпускать синтетические алмазы. Element Six, дочерняя компания De Beers, строит фабрику по производству синтетических алмазов стоимостью $94 млн в Портленде, штат Орегон. После ввода завода в строй он будет выпускать искусственные бриллианты общим весом более 500 000 каратов.

Это масштабное расширение связано с тем, что научные достижения подталкивают к увеличению алмазных объемов для потенциальных областей применения, как для ювелирного дела, так и для различных отраслей промышленности.

В чем подвох для индустрии?  Современные синтетические алмазы по качеству и химическому составу практически не уступают природным. Учитывая тенденции, уже сейчас специалисты-геммологи зачастую не могут отличить хороший синтетический алмаз от натурального, С учетом роста объемов рынка и размывания качества  и происхождения, фактор гарантии происхождения камня становится все важнее и востребованнее.

Ответ нашелся в сфере криптографии. Специалистам из числа выпускников НИТУ «МИСиС» и МЭИ удалось создать уникальную систему так называемого  трейсинга (прослеживаемости) натурального алмаза, которая на 100% точно показывает всю историю передачи прав на него, начиная с момента добычи. Причем подделать ее невозможно в принципе.

«Мы предложили в качестве решения цифровой сертификат на основе блокчейна на каждый природный камень, - рассказал один из создателей стартапа, ведущий эксперт Центра энергоэффективности НИТУ «МИСиС» Алексей Димитриенко. Технология позволит обеспечить достоверность истории и неподдельность камня за счет использования блокчейна как особого механизма хранения информации и в конечном итоге – повысить добавочную стоимость бриллианта, в том числе и  как финансового актива».

По идее разработчиков проекта, уже при добыче каждый природный алмаз снабжается особым цифровым кодом, который вносится враспределенную базу данных, то есть базу, которая хранится у всех участников рынка. Далее вся история перехода прав на камень будет записываться в блокчейне, и проследить ее можно будет со 100% гарантией.

Обеспечит эту гарантию сам принцип блокчейна – подделать данный код в принципе невозможно из-за его прозрачности с точки зрения операций. Являясь цепочкой информационных блоков, он записывает абсолютно все трансакции, которые в нем происходят. Каждая попытка как-то отредактировать код (или внести в базу якобы натуральный бриллиант под видом синтетического) фиксируется и меняет всю цепочку, что автоматически показывается попытку фальсификации.

Технология цифрового сертификата наряду с идеей цифровой алмазной биржи и алмазного токена уже вызвала интерес у ряда крупнейших мировых производителей бриллиантов, а команда разработчиков в ближайший год планирует вывести стартап на STO (Security Token Offering).