DARPA нашла применение ядерным отходам холодной войны. Из них сделают батарейки

DARPA выделила 3,37 миллиона долларов на проект SYMPHONEE - источники питания, которые работают десятилетиями без подзарядки и без обслуживания. Это не мини-реактор и не топливный элемент. Внутри - радиоактивный изотоп вроде стронция-90 и полупроводник. Изотоп распадается, выбрасывает быстрые электроны, полупроводник ловит их и превращает в ток. По принципу действия очень похоже на солнечную батарею, только вместо солнца радиоактивный распад.

Зачем это вообще нужно. Есть места, где обычный аккумулятор - слабое звено. Космический зонд в дальнем уголке Солнечной системы, подводный датчик на дне океана, удалённая военная платформа в чёрт-те где. Поменять батарейку нельзя, протянуть кабель не получится, солнечная панель не поможет. А радиоизотопный источник может годами тихо выдавать небольшую, но стабильную мощность. Бонус в том, что часть нужных изотопов планируют брать из переработанного ядерного топлива и старых радиоактивных отходов, то есть из того, что обычно лежит и просит чтобы его охраняли.

Главная инженерная боль - радиация одновременно даёт энергию и потихоньку разрушает преобразователь. Поэтому полупроводник должен годами выдерживать собственный источник питания. Если команде удастся подобрать материалы и конструкцию, через десяток лет такие батареи будут питать датчики и аппараты там, где сегодня их в принципе не получается размещать. И срок службы будет не пара месяцев, а пара десятков лет.

Трепещите, шефы. Роботы освоили нарезку сашими

Норвежские инженеры показали Sashimi-Bot - систему из трёх роботизированных рук, которая сама разделывает лосось. Одна рука выравнивает скользкое филе, вторая орудует ножом, третья переносит ломтики палочками на тарелку. Звучит не очень впечатляюще после новостей о гуманоидах Tesla, но задача серьёзнее, чем кажется. Робот легко собирает машины и закручивает винты, потому что детали жёсткие. А лосось прогибается, скользит и прилипает к ножу. Мягкие материалы вообще остаются больной точкой всей робототехники.

Робот должен понимать, когда нож дошёл до доски, иначе либо не дорежет, либо начнёт давить лезвием на поверхность. Чтобы это решить, поставили тактильные датчики, которые работают как искусственное осязание. В тестах Sashimi-Bot нарезал 34 ломтика лосося и почти не накосячил, два самых тонких просто выскользнули из палочек.

Сушисты могут пока расслабиться, но дело тут не в потенциальной замене поваров. Если робот справился с лососем, он справится с тестом, овощами, тканью и биологическими образцами. А это уже не суши-бары, а пищевое производство, медицина и хирургия.

ВВС США запустили компьютер, который за сутки делает 500 лет работы ноутбука

Прежде чем собирать гиперзвуковой аппарат, инженеры могут проверить его в виртуальном полёте. Поменять форму крыла, материал корпуса или воздухозаборник, разогнать цифровую модель до нужной скорости и проверить, где корпус перегреется, а поток воздуха создаст опасную нагрузку. Лаборатория ВВС США запустила для таких расчётов суперкомпьютер Flyer стоимостью $20 млн.

Машина получила примерно 186 000 вычислительных ядер, 800 ТБ оперативной памяти и хранилище объёмом 18 ПБ. По оценке лаборатории, Flyer за сутки решает задачу, на которую среднему ноутбуку потребовалось бы около 500 лет. Вместе с системой Raven, подробности о которой не раскрывают, комплекс должен обеспечить около 14 петафлопс производительности, или 14 квадриллионов операций в секунду.

Военные рассчитывают проверять десятки вариантов конструкции до сборки первого прототипа, а к аэродинамическим и лётным испытаниям переходить с более узким списком проектов. Flyer пригодится не только для гиперзвуковых систем, но и для самолётов нового поколения, автономной техники, обработки данных от датчиков и обучения ИИ. Предыдущие комплексы лаборатории уже сокращали отдельные расчёты с нескольких месяцев до нескольких недель.

@SciTechQuantumAI

Кофеманы всего мира производят топливо, сами того не зная

На прошлой неделе мы писали, как американцы делают авиатопливо из коровьего навоза. Теперь подъехала ещё одна история про неожиданное сырьё для топлива, на этот раз из Кореи. Оказывается, обычная кофейная гуща, которую миллионы людей каждое утро отправляют в мусорку, может превращаться в биоуголь не хуже шахтного. Раньше у этого метода была проблема: гуща мокрая, а перед обычной переработкой её нужно сушить. Сушка ест время, энергию и оборудование. Но теперь учёные подошли к задаче с другой стороны и решили не бороться с водой, а использовать её.

Установка Flame Plasma Pyrolysis работает так. Влажную гущу подают в плазменное пламя с температурой 800-900 ℃. Вода внутри частиц мгновенно превращается в пар, давление резко растёт и разрывает гущу изнутри. В результате появляется множество пор и каналов, тепло проходит вглубь молниеносно, и весь процесс укладывается в полторы минуты. Для сравнения, обычные технологии переработки биомассы занимают от получаса до шести часов.

На выходе получается материал с теплотворной способностью на уровне антрацита, без серы и с большой удельной поверхностью. То есть это одновременно и топливо, и сырьё для фильтров. Дальше учёные хотят прогнать через установку пищевые отходы, осадок сточных вод и сельскохозяйственные остатки. Если получится, маленькую установку можно ставить прямо там, где копится мокрая органика, и превращать мусор в топливо за полторы минуты вместо вывоза на свалку.

@SciTechQuantumAI

Физики впервые запустили ядерные часы

20 с лишним лет идея ядерных часов оставалась красивой схемой на бумаге. На этой неделе сразу две независимые группы, в Европе и Китае, показали работающие установки. До сих пор самые точные часы в мире отсчитывали время по электронам вокруг ядра. Теперь физики научились использовать само ядро.

Принцип такой. Ядро тория-229 уникально тем, что его можно раскачать обычным ультрафиолетовым лазером. Атомы встроили в кристалл фторида кальция и поставили обратную связь: когда лазер попадает точно в резонанс, ядра поглощают часть света, и электроника по изменению сигнала постоянно подкручивает частоту. Получается живая опорная точка времени, заданная не электронами, а протонами и нейтронами.

Никакие рекорды пока не побиты. Новые часы уходят на секунду за три миллиона лет, лучшие оптические атомные держат секунду за десятки миллиардов. Но смысл прорыва в другом. Ядерные часы слабо чувствительны к внешним полям, работают без экстремального охлаждения и могут стать компактным прибором для навигации вне лаборатории. А ещё, и это самое интересное, ядерный переход теоретически меняет частоту, если рядом проходит тёмная материя. Европейская группа уже использовала свою установку для её поиска и получила ограничения не хуже лучших атомных часов. То есть новый хронометр заодно превратился в детектор самой загадочной субстанции во Вселенной.

@SciTechQuantumAI

Что если Вселенная всё-таки не такая ровная, как мы думали сто лет?

Современная космология стоит на простой идее: на больших масштабах Вселенная одинаковая во все стороны. Куда ни посмотри, материи примерно столько же, никаких особых направлений нет. Это называется космологический принцип, и без него все привычные модели расширения космоса начинают сыпаться. Новая работа на данных проекта DESI утверждает, что этот фундамент может быть не таким прочным, как казалось.

DESI составляет огромную трёхмерную карту галактик, чтобы изучать крупномасштабную структуру Вселенной. Авторы статьи сравнили разные участки этой карты и обнаружили странное. Распределение галактик выглядит сложнее, чем должно быть, а в данных просматриваются крупные связанные структуры, будто космос всё-таки немного смотрит «куда-то». Если результат подтвердится, придётся пересматривать модели расширения Вселенной.

Космологи восприняли заявление прохладно. Если бы выделенные направления действительно существовали в таком масштабе, их след было бы видно и в реликтовом излучении, оставшемся от ранней Вселенной. А там пока всё спокойно. Возможно, дело в обработке данных, неполном покрытии неба или другой систематической ошибке. Но ставка слишком высокая, чтобы просто отмахнуться. Теперь работу должны независимо перепроверить другие группы. Если асимметрия никуда не денется, разговор будет уже о том, как заново собирать одну из главных опор современной физики.

@SciTechQuantumAI

Нейросеть научилась предсказывать внезапную остановку сердца по обычной ЭКГ

Внезапная сердечная смерть — одна из самых сложных задач в кардиологии. Есть имплантируемые дефибрилляторы, которые её предотвращают, но непонятно, кому именно их ставить. Сейчас решают по УЗИ сердца, и метод далеко не идеален. Многие погибшие обследование либо не проходили, либо оно показывало норму. А те, кому дефибриллятор поставили, часто им ни разу и не воспользовались. Учёные решили попробовать искусственный интеллект.

В основу легла обычная 10-секундная ЭКГ. Нейросеть обучили на 440 тысячах кардиограмм от 180 тысяч шведов, сопоставленных с реестром смертности. Из тех, кого алгоритм отнёс к группе высокого риска, за год умирали 7%. У пациентов, выявленных по стандартному критерию, показатель был 4,6%. Причём 86% людей, найденных нейросетью, вообще не попадали в группу риска по действующим рекомендациям. То есть их отпустили бы домой без всякого наблюдения.

Дальше начинается самое интересное. Обычно нейросеть в медицине — это чёрный ящик. Она выдаёт «риск высокий», а на что именно она посмотрела, никто не знает. Учёные захотели заглянуть внутрь. Для этого они запустили вторую нейросеть, которая брала кардиограмму здорового человека и постепенно меняла её линии до тех пор, пока первая модель не начинала считать эту ЭКГ опасной. По сути учёные спросили у алгоритма напрямую: «Что должно появиться на кардиограмме, чтобы ты забил тревогу?» Большинство изменений кардиологи и так знали. Но одно оказалось новым — едва заметное сглаживание сигнала в одном из отведений, которое, похоже, указывает на нарушение проведения импульса через сердечную мышцу. Теперь этот признак врачи могут искать и без ИИ. Редкий случай, когда компьютер не просто выдал результат, а научил чему-то живого специалиста.

@SciTechQuantumAI

NASA ищет людей, готовых на год исчезнуть из обычной жизни

До настоящего полёта на Марс ещё далеко, но репетиция уже начинается. NASA ищет людей, которые на год согласятся исчезнуть из обычной жизни и поселиться в закрытом модуле, где каждый день будет устроен так, будто экипаж действительно летит к Луне или Марсу. Без старта ракеты, зато с полной изоляцией, тесным пространством, расписанием, психологическим давлением и ощущением, что выйти «просто подышать» больше нельзя.

Эксперимент стартует не раньше августа 2027 года. Сначала добровольцы окажутся в аналоге космического корабля, затем перейдут в 3D-печатный модуль, имитирующий базу на другой планете. Там будут каюты, рабочая зона, медицинский кабинет, зона для выращивания растений, шлюз и песчаная площадка для тренировочных выходов. В некоторых заданиях добавят ещё и ровер, чтобы проверить, как экипаж справится с поездками вдали от базы, где места ещё меньше, а любая ошибка чувствуется острее.

NASA нужен не красивый макет, а данные о том, как люди выдерживают долгий полёт, замкнутую среду и работу в условиях будущих экспедиций. Участникам предстоит отдать программе около 14 месяцев, пройти отбор почти по астронавтским требованиям и жить так, будто первая настоящая база на Луне или Марсе уже совсем близко.

@SciTechQuantumAI

Впервые: искусственная клетка прошла полный жизненный цикл

Учёные собрали из известных химических компонентов систему под названием SpudCell, которая впервые проходит полный клеточный цикл. Она растёт, копирует ДНК, делится и даёт новые поколения. Раньше искусственные системы показывали только отдельные этапы, а здесь всё сразу и по кругу. Мало того, в экспериментах SpudCell даже показала отбор: изменённая версия росла быстрее и за пять поколений почти вытеснила исходную.

Устройство у неё элегантное. У природных клеток есть цитоскелет, сложная белковая сеть, помогающая делиться. Воспроизвести её искусственно - задача жуткой сложности, и синтетическая биология билась над ней годами. SpudCell её обошла. Белки просто скапливаются у мембраны, создают механическое напряжение, и оболочка сама делится надвое. Проще некуда, а работает.

Правда, ограничений пока тоже немало. Обмен веществ примитивный, рибосомы (молекулярные фабрики белка) SpudCell сама делать не умеет, и её приходится подкармливать снаружи. Вне лаборатории такая клетка не выживет, и это снимает вопросы биобезопасности. Зачем всё это? Сегодня лекарства и ферменты делают либо в природных клетках, которые приходится модифицировать, либо классической химией с огромными затратами энергии. Природная клетка после миллиардов лет эволюции - чёрный ящик. А в собранной с нуля точно понятно, что и как работает. Значит, свобода для любых экспериментов и изобретений.

@SciTechQuantumAI

Как бесплатно выкачать мозги работяг для роботов Илона Маска

Создать умного робота без реального физического опыта невозможно, поэтому технологические компании нашли идеальный полигон в Индии. Сотрудники фабрик теперь пашут с объективами на голове, записывая тысячи часов видео от первого лица. Разработчики из EgoLab чистят полученные архивы от мусора, размечают правильные движения и продают готовые датасеты в Tesla и другие технологические конторы.

Ключевой нюанс кроется в полном бесправии доноров информации. Работяг вслепую используют как дешёвые датчики, не заплатив за уникальные профессиональные секреты ни копейки. Заодно софт анализирует темп труда, поэтому из цехов исчезает нормальное человеческое общение — люди боятся даже собираться в группы под прицелом линз.

Происходит тихий рейдерский захват человеческих навыков в промышленных масштабах. Сначала живые сотрудники отдают нейросети профессиональные секреты, затем попадают под тотальный надзор, а в финале уступают место обученным машинам. Скоро подобная запись биомеханики может стать обязательным условием найма на любую физическую работу.

@SciTechQuantumAI