Российские ученые предложили метод восстановления «мысли» человека по электроактивности с помощью нейросети

Исследователи российской ГК «Нейроботикс» и Лаборатории нейроробототехники МФТИ научились воссоздавать по электрической активности мозга изображения, которые человек видит в данный момент. Это позволяет создавать новый тип устройств для постинсультной реабилитации, управляемых сигналами мозга. Препринт работы доступен на bioRxiv. Для развития методов лечения когнитивных нарушений, постинсультной реабилитации и создания устройств, управляемых мозгом, необходимо понять то, как мозг кодирует информацию. Ключевая задача для понимания принципов его работы — исследование активности мозга, возникающей при визуальном восприятии информации. Все существующие решения в области распознавания изображений по сигналам мозга используют функциональную магнитно-резонансную томографию (фМРТ) или анализ сигнала, получаемого непосредственно с нейронов.

Читать далее

Изучение строения глаз паука позволило разработать оригинальный способ измерения глубины

Ученые создали сенсоры глубины изображения, принцип работы которых схож с естественным восприятием у пауков-скакунчиков и использует оригинальные металинзы. Полученные инструменты намного меньше уже используемых приборов (например, камер в смартфонах) и подходят для установки на микророботов, пишут авторы в журнале Proceedings of the National Academy of Science. Человек чувствует свет при помощи сетчатки, выстилающей глаз с внутренней стороны. Этот орган двумерен, поэтому получаемое одним глазом без учета саккад изображение также «плоское», то есть не позволяет без использования дополнительной информации оценить расстояние до объектов. Глубина воспринимается после обработки мозгом изображений от обоих глаз, так как их положение обеспечивает разные углы обзора, из-за чего образы тел вблизи оказываются смещены относительно фоновых объектов. Человеческий мозг сложен и справляется с задачей постоянной обработки изображений. Однако некоторые животные обладают гораздо более примитивной нервной системой и не могут такого позволить.

Читать далее

Предложен оригинальный метод измерения энтропии физической системы с помощью ее символьного отображения и сжатия

Физики из Университета Тель-Авива разработали метод, с помощью которого можно быстро и точно оценить энтропию системы, не прибегая к дополнительным соображениям. Для этого исследователи отображали систему в одномерную строку, рассчитывали степень, до которой ее можно сжать без потерь, и отображали полученное значение в энтропию. На пяти модельных примерах, в которых энтропию можно рассчитать точно, погрешность алгоритма не превышала нескольких процентов. Кроме того, ученые показали, что с помощью предложенного алгоритма можно решать задачу фолдинга белков. Статья опубликована в Physical Review Letters. Чтобы ухватить основные термодинамические свойства системы, достаточно знать две функции — энтропию и энтальпию системы. Грубо говоря, энтропия измеряет упорядоченность элементов системы, а энтальпия — энергию, которая необходима для поддержания ее структуры. Чтобы оценить энтальпию, достаточно знать силу взаимодействия между компонентами системы, поэтому с вычислением этой функции обычно проблем не возникает.

Читать далее

Создан псевдоголографический дисплей на основе акустической левитации

Британские и испанские инженеры создали псевдоголографический дисплей, работающий на основе акустической левитации. В нем левитирует акустически прозрачная ткань с прикрепленными по краям полистирольными шариками, выполняющими роль якорей, удерживаемых на своих местах ультразвуковыми излучателями. На ткань можно проецировать изображение, причем при ее повороте изображение можно адаптировать соответствующим образом, рассказывают авторы статьи, представленной на конференции UIST 2019. Звук представляет собой распространяющиеся механические колебания, из-за которых в определенной точке давление периодически повышается и понижается. Акустическая левитация работает благодаря тому, что интерференция когерентных акустических волн при определенных параметрах может приводить к образованию в воздухе стоячей волны. Из-за этого в воздухе образуются стабильные области с повышенным и пониженным давлением.

Читать далее

Экспериментальная нейросеть рассчитала задачу трех тел быстрее традиционных способов решения в 100 миллионов раз

Ученые использовали глубокое обучение нейросетей для предсказывания исхода гравитационного взаимодействия трех тел. Опробованная методика оказалась быстрее традиционных способов решения до 100 миллионов раз. Для начала авторы ограничили пространство начальных параметров, но планируют изучить задачу и в общем случае, говорится в препринте на arXiv.org. Задача трех тел заключается в поиске координат и скоростей трех материальных точек в произвольный момент времени при заданных начальных условиях и учете лишь гравитационного взаимодействия. Эту задачу описал Исаак Ньютон еще в конце XVII века, но, несмотря на простоту формулировки, эта задача оказывается исключительно сложной для решения из-за проявления хаотической динамики. Обычно обсуждают так называемую ограниченную задачу трех тел, когда начальные параметры позволяют пренебречь некоторыми воздействиями.

Читать далее

Физики оценили вероятность появления микроскопических черных дыр при столкновении электронов на адронном коллайдере

Физики из США теоретически оценили сечение и вероятность рождения миниатюрных черных дыр при столкновении двух электронов. Оказалось, что несмотря на усиление гравитационного взаимодействия на энергии сто гигаэлектронвольт черные дыры рождаются с ничтожной вероятностью около 10−13 и крошечным сечением порядка 10−45 квадратных сантиметров. Это в триллион раз меньше наивной геометрической оценки. Более того, при увеличении энергии столкновения сечение рождения черных дыр остается постоянным. Статья опубликована в Physics Letters B и находится в открытом доступе. Гипотеза обруча (the hoop conjecture) утверждает, что столкновение двух высокоэнергетических частиц может родить миниатюрную черную дыру — для этого нужно, чтобы в какой-то момент частицы оказались на расстоянии меньше радиуса Шварцшильда, рассчитанного для энергии столкновения в системе центра инерции.

Читать далее

Впервые создана стабилизированная кристаллами микрокапсула из двух жидкостей для медицины и микросенсоров

Физики из Германии впервые построили микрокапсулу из двух жидкостей, которая не разрушается во время движения. Для этого ученые использовали нематический жидкий кристалл как материал оболочки: в ней сила упругости уравновешивает силу лобового сопротивления, возникающую из-за циркуляции жидкости внутри капли, и капля остается стабильной. Более того, капля самопроизвольно ускоряется, выбрасывая материал оболочки в окружающую среду. Статья  опубликована в Physical Review Letters, кратко о ней сообщает Physics. Ученые давно разрабатывают управляемые микроскопические устройства. Помимо очевидных применений в медицинских целях — например, для направленной доставки лекарств в органы — такие устройства также необходимы для создания микросенсоров и микрореакторов. Один из самых распространенных (и самых простых) примеров такого устройства — это микрокапсула, собранная из двух несмешивающихся жидкостей.

Читать далее

Научный метод и эксперимент с визуальной демонстрацией: подборка отличных видео

Зрение — один из главных каналов получения нами информации об окружающем мире. Сегодня идеи и социальные установки повсеместно транслируются через картинку, образ, видео. Частенько визуальная составляющая для нас подменяет собой идейное содержание, что хорошо видно по нынешнему синематографу. А вот для науки визуализация — огромное благо. Ведь именно через доступную, понятную картинку можно доходчиво объяснить явления так, чтобы человек не только понял суть, но и хорошенько запомнил. К тому же многие научные эксперименты просто выглядят красиво. Мы как раз нашли несколько интересных видео. Вы когда-нибудь видели проявления радиационного излучения? Таких возможностей в жизни, прямо скажем, не так много. Навскидку можно вспомнить северное сияние да часы с тритиевой подсветкой. А некоторые счастливчики могли даже полюбоваться эффектом Вавилова-Черенкова в ядерном реакторе. Впрочем, если у вас найдётся подходящая морозильная установка и стопка спирта, а в ящике стола завалялся кусочек урановой руды, то можете устроить очень красивую визуализацию излучения альфа-частиц.

Читать далее

Российскими учеными по случайному стечению обстоятельств выявлена новая твердая и стабильная фаза плутония

Ни один из многочисленных элементов периодической таблицы не повлиял на ход истории так, как это сделал плутоний: Манхэттенский проект во время второй мировой, проект Тринити, Холодная война, катастрофа на Чернобыльской АЭС. Все эти исторические события аккумулировали в себе стремление к величию, которое слишком часто сопряжено с большими жертвами. К сожалению, некоторые большие открытия приводят к большим последствиям. Загрязнение окружающей среды радиоактивными отходами далеко не первая из многочисленных проблем экологии на данном этапе развития человечества, но и про него забывать не стоит. Сегодня мы с вами познакомимся с удивительным открытием, произошедшим абсолютно случайно, в результате которого была выявлена новая твердая и стабильная фаза плутония — Pu(V). Как произошло это случайное открытие, что такого необычного в новой фазе плутония и какое значение имеет данное исследование для экологии? Об этом мы узнаем из доклада исследовательской группы. Поехали.

Читать далее