Робот учится на своём примере, ИИ выявляет ВИЧ: открытия недели

Робот учится, наблюдая за собой

Мало кто из живых существ, помимо людей, способен распознавать своё отражение и учиться, разглядывая его. А под силу ли это роботам и искусственному интеллекту? Обычно для применения в робототехнике ИИ обучают в виртуальном симуляторе. Сложность в том, что последний должен быть тщательно проработан и детализирован. Если в «обучалке» не будет какой-то ситуации, с которой машина потом рискует столкнуться в реальной жизни, могут возникнуть проблемы.

Возможно, в будущем роботы-пылесосы перестанут запутываться в проводах и застревать под диваном, если будут учиться на собственном примере  Фото: © Dusan Petkovic / Shutterstock / FOTODOM

Возможно, тогда стоит учить робота на собственном примере, подумали исследователи из Колумбийского университета и разработали механическую руку, чья программа постигает новые движения, наблюдая за своим поведением. Только машина смотрит не в зеркало, а анализирует видеозаписи собственных движений. В этом процессе задействованы три нейросети. Первая кодирует видео, вторая генерирует бинарное изображение, а последняя на базе полученной информации инструктирует роборуку, как двигаться. Получается, машина может постоянно учиться, просматривая свои видеозаписи. 

Гольфстрим не пропадёт

Термохалинная циркуляция — это своеобразный температурный конвейер Мирового океана. В частности, в Атлантике он переносит поверхностную тёплую воду с юга на север. Там она опускается на глубину и перемещается обратно на юг, где снова поднимается на поверхность. Этот масштабный процесс, частью которого является и Гольфстрим, играет ключевую роль не только в температурном распределении, но и в циркуляции соли и других компонентов морской воды.

Термохалинная циркуляция  Фото: © Nicolas Primola / Shutterstock / FOTODOM

Сотрудники Метеорологической службы Великобритании решили оценить, что будет с Атлантической циркуляцией воды при самых пессимистичных сценариях климатических изменений: 

• четырёхкратном увеличении объёма выбросов углекислого газа по сравнению с доиндустриальным уровнем; 
• попадании в океан огромного количества пресной воды из-за таяния гренландских ледников. 

Учёные использовали 34 климатические модели и выяснили, что атлантический перенос теплой и холодной воды ослабнет в обоих сценариях, но продолжит функционировать. Ключом к стабильности, как предполагают британские метеорологи, являются мощные ветры в Южном океане, которые помогают перемещать глубинные слои воды к поверхности. А вот если обратный процесс погружения теплой воды разовьётся в Тихом океане, тогда Атлантическая циркуляция рискует прийти в упадок. Впрочем, согласно всем моделям эта тенденция слишком слаба. 

ИИ выявляет болезни по иммунным клеткам

Диагностировать ВИЧ, ковид, диабет первого типа и волчанку (аутоиммунное заболевание, при котором антитела, вырабатываемые иммунной системой, повреждают здоровые клетки), а ещё выяснить, прививался ли человек от гриппа, — всё это можно сделать по одному анализу крови с высочайшей точностью. 

Иммунитет «помнит», чем мы болели, благодаря В- и Т-клеткам. Первые вырабатывают антитела, которые прикрепляются к вирусам и вредоносным молекулам, а вторые активируют другие реакции или убивают инфицированные клетки. При аутоиммунных патологиях в организме становится значительно больше В- и Т-клеток, и они начинают вырабатывать специфические поверхностные рецепторы. Если секвенировать гены, кодирующие эти рецепторы, можно узнать историю болезней человека.

Сдать анализы на ВИЧ, диабет или волчанку можно в медицинской лаборатории Фото: © Dikushin Dmitry / Shutterstock / FOTODOM

В Стэнфордском университете воспользовались этой возможностью, чтобы разработать ИИ-инструмент для диагностики. Там взяли анализ крови примерно у 600 человек, среди которых были как здоровые люди, так и больные ковидом и волчанкой, а также диабетом первого типа и инфицированные ВИЧ. В образцах их крови нейросеть получила возможность проанализировать более 16 млн рецепторов В-клеток и 23,5 млн рецепторов Т-клеток. Использовав собранный массив данных для обучения, искусственный интеллект потом смог успешно пройти диагностический экзамен — 98 % его выводов оказались верными. И хотя разработчики признают, что инструмент пока не готов к клиническому использованию, при его совершенствовании в будущем врачи смогут получить систему выявления патологий, для которых сегодня нет точных тестов.

Экологичный способ достать золото из отвала

При золотодобыче из россыпей в отвалах остаётся драгоценный металл — сотни миллиграммов на один кубометр. Извлекают их обычно выщелачиванием с помощью агрессивных ядовитых веществ вроде цианида натрия. Чтобы наносить природе меньше вреда, российские учёные придумали новую технологию. Её суть в том, что из мелких классов золото извлекают сорбционным выщелачиванием, а при работе с крупными классами, которая требует более продолжительного процесса, материал укладывают в штабель и повторно обрабатывают аналогичным раствором. Циклы могут повторяться, но растворы, содержащие растворённое золото, с каждым разом объединяются.

Россия — многолетний мировой лидер по добыче россыпного золота Фото: © Africa Studio / Shutterstock / FOTODOM

«В „голове“ технологического процесса мы применили гравитационный способ обогащения, где в качестве среды разделения минералов используется только вода. Далее в процессе применяются фотоэлектрохимические воздействия, что позволяет снизить расход цианида натрия во много раз. Для окружающей среды такой подход менее агрессивен», — рассказывает автор идеи профессор кафедры инженерной экологии Забайкальского государственного университета Лидия Шумилова.

Предложенная российскими учёными технология прошла лабораторные исследования, доказав эффективность: она позволяет извлечь из одного кубометра до 350 миллиграммов золота.

Великая Китайская стена древнее, чем предполагалось

До недавнего времени считалось, что пер­вые уча­ст­ки Великой Китайской стены, предназначенной для за­щи­ты Поднебесной от на­па­де­ний ко­че­вников, начали строить в IV–III веке до н. э. По­сле объ­е­ди­не­ния Ки­тая в 221 до н. э. при ди­на­стии Цинь на­ча­лось возведение сплош­ной сте­ны. Потом её не раз достраивали, в по­след­ний раз — в XV–XVI веках.

Длина Великой Китайской стены — свыше 6 000 км, но если считать вместе со рвами, естественными защитными рубежами в виде холмов и рек, а также с многочисленными ответвлениями — больше 21 000 км Фото: © ABCDstock / Shutterstock / FOTODOM

Недавние раскопки (завершились в конце 2024 года) в провинции Шаньдун на востоке КНР позволяют пересмотреть датировку начала возведения круп­ней­шего обо­ро­нительного со­ору­же­ния в ми­ре. Местные археологи обнаружили остатки стен 10-метровой толщины, которые относят к периоду Вёсен и Осеней — так в китайской истории именуют период с VIII по V век до н. э. Там же были найдены фрагменты дорог, фундаментов и стен жилых зданий, возведённых в разное время. Специалисты называют эту находку самым ранним фрагментом Великой Китайской стены и предполагают, что её строительство началось примерно на 300 лет раньше.