2 157

Кращі наукові відкриття 2021 року

Массачусетський технологічний інститут відзвітував про свої досягнення, що змінять світ

Науковці Массачусетського технологічного інституту (MIT) представили свої найзнаковіші дослідження та відкриття за минулий рік:

• Тензорна голографія

У березні інженери MIT розробили систему на базі глибокого навчання (deep learning), яка дозволила комп’ютерам практично миттєво створювати тривимірні голограми. Технологія “тензорної голографії” не вимагає великої кількості ресурсів і може працювати навіть на смартфонах або ноутбуках, достатньо лише 1 МБ пам’яті. Її пропонують використовувати у віртуальній реальності, 3D-друку, медичній візуалізації та інших сферах.

Надточна нейронна мережа — це система штучного інтелекту, яка використовувала ланцюжок тензорів (об’єктів лінійної алгебри), що навчаються, і грубо імітувала обробку візуальної інформації людиною. Для неї створили базу даних із 4 тис. пар комп’ютерних зображень із їх голограмами. Зрештою нейромережа навчилася сама створювати реалістичні голограми, підбираючи оптимальний колір і глибину для кожного пікселя.

“Рідка” нейромережа

Співробітники MIT створили нейронну мережу нового типу, яка може сама змінювати свою структуру, щоб адаптуватися до нових умов подібно до рідини. На думку вчених, вона дозволить штучному інтелекту (ШІ) правильно схвалювати рішення на основі даних, що постійно змінюються, наприклад, при автономному управлінні транспортом або медичній діагностиці.

“Рідка” нейромережа досягла успіху в серії тестів, на кілька відсотків випередила за продуктивністю інші сучасні алгоритми в точному прогнозуванні даних, починаючи від хімії атмосфери та закінчуючи моделями трафіку. Завдяки невеликим розмірам, вона витратила мало енергії на обчислення.

“Розумні” цифрові волокна

У червні MIT створив перші волокна, які можуть сприймати, зберігати, аналізувати цифрові дані та робити висновки на їхній основі після того, як їх зашивають в одяг. Раніше використовувалися лише аналогові версії, що передають електричні сигнали, а не біти. Розробники пропонують використовувати технологію для контролю фізичної активності, виявлення хвороб та інших медичних цілей.

Пристрій складається із сотень квадратних кремнієвих мікросхем, розташованих на полімерній основі. Дослідники змогли створити безперервне електричне з’єднання між чіпами протягом десятків метрів. Волокно вийшло настільки тонким і гнучким, що його можна пропускати через голку, вшивати в тканину та прати близько 10 разів.

• Використання комп’ютерної візуалізації під час пандемії

Комп’ютерні інженери та антропологи довели, що інфографіки недостатньо, щоб передати реальну небезпеку пандемії COVID-19. Вони вивчили сотні тисяч повідомлень у соціальних мережах та з’ясували: навіть найкращі та зрозумілі графіки можна інтерпретувати за допомогою різних систем переконань.

У деяких випадках комп’ютерна візуалізація переконує людей носити маску, інформуючи про смерті та кількість хворих, але скептики також використовують дані, щоб переконувати у протилежному. Так звані контрвізуалізації часто є складними, наводять великі обсяги даних з офіційних джерел і гарно оформлені за допомогою комп’ютерних програм.

• Оцінка ризику передачі Covid-19

Два професори Массачусетського технологічного інституту запропонували новий підхід до оцінки ризиків впливу Covid-19 у різних приміщеннях. У рекомендаціях пропонується межа впливу, заснована на таких факторах, як розмір приміщення, кількість людей, види діяльності, чи маски, а також швидкість вентиляції та фільтрації.

• Маска для виявлення коронавірусу

Інженери Массачусетського технологічного інституту та Гарвардського університету розробили прототип маски для лиця, яка приблизно за півтори години носіння може виявити у людини Covid-19. Секрет полягає в маленьких одноразових датчиках, які можна розміщувати на будь-якій тканині, зокрема на лабораторних халатах. Як запевняють вчені, їх можна переробити для виявлення інших вірусів.

Датчики створені за допомогою технології клітинної ліофілізації — висушування речовин за допомогою заморожування. Вони вловлюють нуклеїнові кислоти коронавірусу, а також нервові токсини. Результат тесту зображається лише всередині маски, зберігаючи конфіденційність носія.

• Створення інгаляційних вакцин

Вчені з Інституту Коха розробили метод доставлення вакцини безпосередньо в легені шляхом інгаляції. Нова стратегія викликала сильну імунну відповідь у легенях мишей і може запропонувати швидшу відповідь на віруси, які заражають через слизові оболонки.

• Підзарядка лікування раку

У жовтні дослідники виявили спосіб змусити імунну систему атакувати пухлини. Цей метод поєднує в собі хімієтерапію та імунотерапію, щоб стимулювати імунні клітини до дії. Дослідники сподіваються, що це дозволить використати імунотерапію проти більшої кількості видів раку.

• Просування до термоядерної енергії

У вересні 2021 року дослідники з МТІ та його дочірньої компанії Commonwealth Fusion Systems збільшили потужність високотемпературного надпровідного електромагніту до напруженості поля 20 тесла, найпотужнішого магнітного поля такого роду коли-небудь створеного на Землі. Демонстрація тривала три роки і, як вважають, вирішить одну з найсерйозніших точок невизначеності в прагненні побудувати першу у світі термоядерну електростанцію, яка виробляє більше енергії, ніж споживає.

• Підтвердження теореми Хокінга про чорну діру

Використовуючи спостереження гравітаційних хвиль, фізики з Массачусетського технологічного інституту та інших організацій підтвердили основну теорему, створену Стівеном Хокінґом у 1971 році. Теорема стверджує, що область горизонту подій чорної діри — межа, за якою ніщо не може вийти, ніколи не скоротиться.

Більше новин та актуальних матеріалів Investory News у нашому каналі в Telegram

Контекст

Ми у соцмережах

Слідкуйте за нами у Facebook або ж читайте усе найцікавіше у нашому каналі в Telegram