Думный след: блуждающие полюса и «человеческие мысли» роботов

В России научили машины «думать» и «общаться» на естественном языке, что облегчит человеку управление ими. Биофизики предложили метод, который почти на 100% поможет выяснить причину бесплодия у мужчин. Кроме того, отечественные океанологи исследовали механизм охлаждения воды в Арктике, а математики из США рассчитали, как «блуждали» полюса Земли из-за строительства водохранилищ. Помимо этого, британские ученые выяснили, что сон стал платой за умение дышать кислородом. Об этом — в подборке самых интересных новостей за неделю, подготовленной «Известиями».

Новый способ диагностики мужского бесплодия поможет понять его причины

Ученые из Физического института им. П.Н. Лебедева предложили выявлять мужское бесплодие методом анализа семенной плазмы (жидкого компонента спермы) с помощью рамановской спектроскопии — анализа вещества по спектру отраженного лазерного луча.

Как объяснили специалисты, такой метод даст возможность не только лучше определять патологию, но и выявлять ее причину.

— Существует необходимость в более сложных диагностических инструментах, которые позволят лучше выявлять предпосылки мужского бесплодия. Рамановская спектроскопия дает возможность анализировать молекулярный состав вещества, определяя незначительные отклонения, которые остаются незамеченными при стандартных исследованиях, — объяснила научный сотрудник лаборатории лазерной нанофизики и биомедицины Физического института им. П.Н. Лебедева РАН Елена Римская.

По ее словам, семенная плазма — это 95% спермы. Она представляет собой сложную смесь выделений из нескольких источников (различных желез, клеток яичек, придатков яичек, семенных пузырьков и т. д.) При этом всё больше данных говорят о том, что семенная жидкость участвует в регулировании функций сперматозоидов и влияет на мужскую фертильность.

Роботов с ИИ научат общаться по-человечески

Специалисты из Сколковского института науки и технологий разработали софт для роботов на естественном языке. Такая операционная система позволит пользователям эффективно взаимодействовать с машинами, оснащенными искусственным интеллектом, а также контролировать их.

В основе системы — модульный принцип, пояснили ученые. Это позволяет экономить вычислительные ресурсы и задействовать необходимые функции каждого конкретного робота.

— С помощью нашей операционной системы машины «общаются» на таком же человеческом языке, как мы. Разработка позволяет вместе сосуществовать машинам и людям и при этом удобно коммуницировать, — пояснил «Известиям» руководитель лаборатории интеллектуальной космической робототехники Сколтеха профессор Дмитрий Тетерюков.

Он добавил, что предложенная система может быть установлена на роботизированные устройства любого типа. Кроме того, она может объединить и стать основой взаимодействия для роя роботов.

По словам разработчика, сейчас роботы передают данные друг другу по Wi-Fi в цифровом виде. Поэтому без подготовки человеку-пользователю трудно участвовать в этом общении.

Безрыбье в Восточной Арктике связали с формированием молодого льда

Ученые их Московского физико-технического института, Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН и Арктического и Антарктического научно-исследовательского института выявили новый механизм охлаждении теплых атлантических вод в восточной части Баренцева моря и желобе Святой Анны (север Карского моря). Исследование важно для планирования промышленного освоения Восточной Арктики.

— Баренцево море, «подогреваемое» Гольфстримом, — одна из ключевых зон рыбного промысла в России. Поэтому важно, распространится ли влияние теплого течения дальше на северо-восток. Если да, это может привести к увеличению продуктивности российской части Арктики, расширению зон рыболовства. Однако исследования показывают наличие механизма, который препятствует этому процессу. Как минимум, в краткосрочной перспективе, — рассказала младший научный сотрудник лаборатории арктической океанологии МФТИ Зинаида Забудкина.

Она пояснила, что раньше атлантические воды охлаждались в западной части Баренцева моря. Это происходило в результате теплообмена с холодным воздухом. В последние десятилетия потоки, приносимые из Атлантики, стали теплее и не успевают остыть до низких температур в этом районе. Но оказалось, что в дело вступил еще один механизм охлаждения.

Он характерен для исследуемого района и связан с тем, что из-за глобального потепления в этом районе исчезают многолетние льды, а вместо них происходит интенсивное образование молодых льдов, которые вбирают в себя пресную воду и оставляют вокруг более соленые и плотные водные массы. Они опускаются на глубину, где преграждают дорогу атлантическим потокам.

Это ограничивает распространение тепла в Восточной Арктике. Поэтому в ближайшие годы увеличение промысловой продуктивности в северной части Карского моря маловероятно, считают ученые.

Ученые рассчитали смещение полюсов Земли из-за водохранилищ

Специалисты из Гарвардского университета (США) рассчитали вклад 6862 водохранилищ, образованных искусственными плотинами при строительстве ГЭС и других гидротехнических сооружений, в смещение полюсов Земли. Это явление называется истинным полярным блужданием. Исследование охватило период с 1835 по 2011 год.

Согласно модели, до 1950 года большинство плотин на планете построили в Европе и Северной Америке. В результате Северный полюс отодвинулся от этих регионов, а Южный, наоборот, придвинулся. Во второй половине XX века, напротив, крупные плотины строили в Восточной Африке и Азии, и земная ось сместилась в противоположную сторону.

Всего за исследованный период полюса перемещались туда-сюда на расстояние до 113,4 см. Сейчас они находятся в стороне от первоначального положения на 20,5 см.

По мнению экспертов, данные о смещении земной оси даже в пределах метра важны для систем глобального позиционирования и навигации, а также для развития беспилотного транспорта.

Сон компенсировал переход к дыханию кислородом

Состояние сна необходимо живым существам для починки митохондрий — органелл, которые используют кислород для создания энергии в процессе клеточного дыхания. Это, в свою очередь, означает, что сон, как форма существования, возник в процессе перехода многоклеточных организмов к кислородному дыханию. К такому выводу пришли исследователи из Оксфордского (Великобритания) и Базельского (Швейцария) университетов.

Ученые проанализировали гены, которые активируют нейроны (клетки мозга), и выявили, что у 122 из них при отсутствии сна происходят определенные изменения. Дальнейшее изучение показало, что все эти гены связаны с работой митохондрий.

Также исследователи выяснили, что нехватка сна вызывает перемены в форме этих органелл и увеличивает избыток электронов внутри них. Это ускоряет повреждение мембран митохондрий и ведет к накоплению оксидантов в нейронах. Полученные данные позволили предположить, что сон, как и старение, стал компенсацией за переход организмов к дыханию кислородом.

— Резкие колебания в концентрации О₂ в атмосфере, которые произошли 2,4 млрд и 750 млн лет назад, дали первым сложным клеткам Земли возможность перейти к кислородному дыханию, что открыло дорогу для появления всего современного многообразия многоклеточных животных, — сообщили исследователи в своей публикации в Nature.

По их мнению, сделанные заключения могут помочь найти новые способы лечения заболеваний, связанных с нарушением работы митохондрий.