Научные открытия недели: от ИИ‑алгоритмов до имплантатов для обоняния
Задачи с нехваткой данных решит «ИИ‑детектив»
Исследователи из Казанского национального исследовательского технического университета им. А. Н. Туполева – КАИ предложили метод, позволяющий системам искусственного интеллекта делать выводы в условиях дефицита информации.
Инновация основана на внедрении в алгоритмы «детективных» методов по принципу резонанса: когда в систему поступают сведения, она сравнивает их с шаблонами в памяти. Если данные похожи, возникает «созвучие» и их относят к тому же классу; если сходства нет — новая информация становится шаблоном.
«В случае с редкими сведениями добавление в набор новой информации нужно взвешивать. Даже единичное измерение может привести к разбалансировке модели. Решение следует принимать путём дополнительной экспертной оценки. Для этих целей система распределяет информацию по классам, использует одновременно множество признаков, которым присвоены разные „веса“. Если нужный „вес“ не набирается, это значит, что „новичок“ выбивается из занесённых в память модели шаблонов», — объяснила профессор кафедры прикладной математики и информатики КНИТУ‑КАИ Светлана Новикова.
Эффективность метода подтвердили на практике: его применили для анализа содержания цинка в крови детей (использовали 240 обезличенных проб). Несмотря на малую выборку, модель выявила чёткую связь между качеством питьевой воды в разных районах и здоровьем детей, что позволило принять конкретные меры.
Учёные создали омолаживающие препараты из пуповины лошади
В студенческом стартапе на базе Московского физико‑технического института разработали серию инновационных средств для омолаживания кожи. В их основе — технологии клеточного репрограммирования (перезапуск развития клеток). Для этого специалисты использовали экзосомы (нанопузырьки) из мезенхимальных стволовых клеток пуповины лошади.
«Эти частицы восстанавливают кожу и борются со старением на уровне клеток. К тому же, в отличие от растений, лошади приближены к человеку, поэтому экзосомы в продукции эффективно проникают в человеческие клетки кожи и за счёт своего биологического груза активируют синтез коллагена, эластина и гиалуроновой кислоты», — отметила лидер проекта Анастасия Иголинская.
Эффект от препаратов сохраняется 6–12 месяцев — в два раза дольше, чем у аналогов. Сейчас прототипы кремов, сывороток, масок и патчей проходят цикл обязательных испытаний. Эксперты подчёркивают: клеточное репрограммирование — молодое направление, и для подтверждения его эффективности нужны глубокие исследования.
«Умная» магнитная ткань поможет ощущать виртуальную реальность
Исследователи в НИИ интеллектуальных носимых систем (RI‑IWEAR) Политехнического университета Гонконга создали ткани, которые могут обратимо и управляемо менять форму, жёсткость и другие свойства под воздействием магнитного поля. Секрет технологии — в волокнах из полиэтилена, содержащих микроскопические магнитные частицы. Из волокон учёные скручивают нити и ткут «умный» текстиль.
Разработчики продемонстрировали практические применения материала в ряде прототипов: ткань с управляемой вентиляцией, перчатка‑манипулятор для робота (может изменять жёсткость захвата в зависимости от хрупкости предметов) и одежда, передающая ощущения виртуального мира.
«Наши исследования знаменуют собой начало эры инноваций в области „умных“ тканей», — отметила руководитель исследований и директор RI‑IWEAR, профессор Тяо Сяомин. Она подчеркнула, что разработки безопасны для человека, поскольку для управления ими достаточно слабых магнитных полей.
Имплантат поможет «слышать» запахи с помощью электричества
Команда европейских учёных представила устройство, которое может помочь людям, утратившим обоняние. Разработка объединяет технологии «искусственного носа» и электростимуляции нервных окончаний. Решение не копирует естественные системы обоняния, а задействует альтернативный путь — через тройничный нерв.
Тройничный нерв — один из черепных нервов, который обеспечивает ощущения большей части лица, включая кожу, зубы и слизистые рта и носа. В контексте обоняния он играет дополнительную роль, позволяя ощущать эффекты, сопровождающие запахи (например, жжение от горчицы, прохладу от ментола или покалывание от газировки).
Учёные создали химический датчик, который улавливает «пахучие» молекулы и преобразует их в уникальные электрические импульсы. Эти сигналы по электроду в носу передаются тройничному нерву. Технология не воссоздаёт ароматы, но позволяет распознать некоторые запахи — например, чтобы предупредить мозг о пожаре, утечке бытового газа или испорченной пище.
В Мексике нашли останки знатного человека с «квадратной» головой
Учёные из Национального института антропологии и истории Мексики (INAH) при исследовании археологического памятника «Балкон Монтесумы» (штат Тамаулипас) обнаружили череп почти квадратной формы. Он принадлежал мужчине старше 40 лет, жившему в этой местности в период 400–900 годов нашей эры — в классическую эпоху истории Мезоамерики.
«В результате [сравнений с предыдущими находками] была обнаружена разновидность, не зафиксированная ранее и до сих пор не описанная для данного региона», — отметили в сообщении на сайте научной организации.
Антропологи объяснили, что преднамеренная деформация черепа была распространена среди культур на территории современной Мексики и сопредельных с ней. Традиция отличалась разнообразием техник и форм голов; их также дополняли различные уборы и украшения. Изменение верхней части тела часто считалось признаком красоты, власти и знатного происхождения.