Научно-популярный онлайн-журнал "Город науки". Научные открытия и современные технологии. Космос, роботы, искусственный интеллект, медицина и другие рубрики. Новости. Статьи. Обзоры
В сентябре 2022 года космический орбитальный телескоп «Джеймс Уэбб» получил детальные изображения туманности Тарантул в инфракрасном диапазоне излучения. Результаты представлены в данном видеоролике (Источник: ESA):
Туманность Тарантул (NGC 2070) – эмиссионная туманность в созвездии Золотая Рыба, которую в 1751 году открыл французский астроном Никола Луи де Лакайль. Тарантул принадлежит галактике Большое Магелланово Облако и находится на расстоянии 170 000 световых лет от Земли. Туманность представляет собой обширную область ионизированного водорода, где происходят процессы активного звездообразования, и содержит тысячи молодых, все еще формирующихся звезд.
Огромные звезды туманности являются мощными источниками излучения, которое выдувает из межзвездного газа и пыли гигантские пузыри. Некоторые из этих звезд являются сверхновыми, поэтому пузыри подсвечены рентгеновским излучением.
В центре туманности, на стыке трех пузырей находится небольшое скопление звезд R136 – результат процессов звездообразования. Возраст этих звезд составляет примерно 2 миллиона лет. Кроме того, Тарантул содержит сверхмассивную звезду R136a1, масса которой в 196 раз превышает солнечную. По краю туманности расположены относительно молодые шаровые звездные скопления, а также группировки молодых звезд.
Еще больше интересных статей и захватывающих видео вы сможете найти на нашем Дзен-канале: ГОРОД НАУКИ | Дзен,
Сонификация – это способ представления визуальной информации через звук. Линия трассировки перемещается вдоль изображения слева направо. Галактики и звезды, попадая на эту линию, отображаются с помощью звуков различной громкости и высоты. Громкость звука прямо пропорциональна яркости объекта. Высота звука указывает на расположение объекта на линии трассировки. Чем выше на изображении находится объект, тем выше будет соответствующий звук.
Сонификация изображения туманности М78 в созвездии Ориона, полученного с помощью телескопа Евклид (Источник: ESA):
Еще больше интересных статей и захватывающих видео вы сможете найти на нашем Дзен-канале: ГОРОД НАУКИ | Дзен,
В декабре 2024 года в Москве состоялась международная конференция по искусственному интеллекту и машинному обучению AI Journey, в ходе которой «Сбер» представил свою новейшую разработку – умное кольцо Sber Smart Ring с нейросетевой моделью GigaChat. Используя технологии искусственного интеллекта, устройство отслеживает, запоминает и анализирует важные показатели организма, а затем дает пользователю персональные рекомендации по сохранению и восстановлению здоровья.
Sber Smart Ring в своем составе имеет несколько высокоточных датчиков, позволяющих определять основные параметры: термодатчик, акселерометр, датчик кислорода и датчик сердцебиения. Благодаря этим сенсорам, кольцо умеет отслеживать температуру тела, частоту сердечных сокращений, уровень насыщения крови кислородом (сатурацию). По полученным данным гаджет оценивает качество сна, уровень физической активности, наличие признаков стресса и вычисляет ресурс организма в целом. Информация от смарт-кольца передается по беспроводному интерфейсу Bluetooth в специальное мобильное приложение с нейросетью GigaChat, установленное на смартфоне. Это приложение позволяет пользователю общаться с нейросетью и получать от нее рекомендации по сохранению здоровья.
Нейросеть GigaChat разработана российскими специалистами в области искусственного интеллекта и обучена с помощью большого набора данных из различных областей, в том числе и медицины. В ноябре нейросеть успешно прошла тестирование, необходимое для получения аккредитации врача-терапевта. Кроме того, GigaChat постоянно учится и обновляется. Благодаря доступу к базам знаний по медицине и физиологии, нейросеть помогает пользователю анализировать состояние своего организма и вести здоровый образ жизни.
Сон – один из наиболее важных факторов, влияющих на здоровье и качество жизни. Во сне организм восстанавливается. Недостаток сна негативно влияет на самочувствие человека и его работоспособность, а также приводит к снижению иммунитета, что связано с риском развития различных заболеваний. Умное кольцо Sber успешно проводит анализ сна своего владельца. Гаджет отслеживает все ключевые показатели: время засыпания, фазы сна, количество пробуждений.
Для определения параметров, характеризующих качество сна, специалисты провели более ста полисомнографических исследований. Сон человека включает 4 – 5 циклов, каждый из которых длится примерно 90 минут. Цикл состоит из фаз медленного и быстрого сна. Исследование этого физиологического процесса обычно происходит с помощью множества громоздких датчиков. Специалисты «Сбера» для решения этой задачи используют в своем умном кольце миниатюрные высокоточные сенсоры и специальные алгоритмы, которые обрабатывают полученные данные. Датчики измеряют уровень активности пользователя, частоту сердечных сокращений, сатурацию и температуру тела. Затем алгоритмы анализируют эти показатели и определяют время сна и его фазы.
Физическая активность не менее важна для поддержания здоровья, чем сон. Ежедневные нагрузки влияют на работоспособность человека, стрессоустойчивость и восстановление организма. Смарт-кольцо Sber определяет уровень физической активности пользователя в течение суток: отслеживает число сделанных шагов и пройденных километров, считает количество израсходованных калорий и измеряет частоту сердечных сокращений. На основании полученных данных гаджет помогает своему владельцу рассчитывать физические нагрузки и оценивать их эффективность.
Общеизвестный факт: чем меньше стресса в нашей жизни, тем легче поддерживать физическое и психоэмоциональное здоровье. Sber Smart Ring непрерывно отслеживает уровень стресса, а искусственный интеллект дает персональные рекомендации для улучшения самочувствия и подсказывает, как найти необходимый баланс между работой и отдыхом.
Ресурс – это способность организма быстро восстанавливаться после нагрузок и стрессов. Разработанный специалистами «Сбера» алгоритм оценки ресурса учитывает все ключевые параметры: качество сна, физическую активность и уровень стресса. Благодаря персональным рекомендациям нейросети GigaChat, пользователь может постепенно увеличить ресурс своего организма.
Гаджет Sber Smart Ring выполнен из гипоаллергенных материалов и весит всего 5 граммов. Кольцо должно плотно прилегать к пальцу пользователя, поэтому разработчики предусмотрели для этого устройства специальный размерный ряд: можно выбрать один из восьми размеров.
Смарт-кольцо Sber рассчитано на постоянное использование в различных условиях. Гаджет не мешает в повседневной жизни, например, во время сна или при занятиях спортом. Также с кольцом можно плавать и погружаться на глубину до 50 м. Кроме того, Sber Smart Ring имеет стильный минималистичный дизайн, поэтому органично вписывается как в деловой, так и в вечерний образ.
Еще больше интересных статей и захватывающих видео вы сможете найти на нашем Дзен-канале: ГОРОД НАУКИ | Дзен,
Что представляет собой система «Умный дом» и как она работает
Система "Умный дом"
Во все времена человек стремился обеспечить безопасность своего жилища, а пребывание в доме сделать как можно более комфортным. Чтобы наилучшим образом обустроить свой быт, люди изобретали различные механизмы и приспособления. По мере развития технологий эти устройства становились все более совершенными. Так, на рубеже XX и XXI веков появилась сетевая концепция обмена данными между физическим объектами – «Интернет вещей», которая легла в основу первых автоматизированных систем управления домашним оборудованием. В наши дни эта технология, которая получила название «Умный дом», становится все более востребованной. Так что же представляет собой эта система и как она работает?
«Умный дом» – это система управления множеством электроприборов и устройств бытовой техники, расположенных в жилом помещении и объединенных в сеть обмена данными. Каждый бытовой прибор, входящий в состав системы, оснащен специальными датчиками, электронным блоком управления и модулем беспроводной связи. Такая организация позволяет дистанционно управлять всеми подключенными устройствами с помощью пульта или центральной станции. Информационный обмен между элементами системы осуществляется по одному из стандартных протоколов беспроводной связи. Чаще всего используются технологии Wi-Fi и Bluetooth. Иногда применяется беспроводной протокол Zigbee, специально разработанный для систем «Умный дом».
Система составляется индивидуально для каждого пользователя и в общем случае содержит следующие элементы:
центральный модуль управления;
умные устройства и приборы;
оборудование для подключения элементов системы к сети Интернет;
специальное программное обеспечение.
С помощью центрального модуля пользователь осуществляет дистанционное управление всеми умными девайсами, входящими в состав системы. В качестве управляющего устройства может выступать смартфон, планшет или умная колонка. Иногда используется специальный пульт управления.
Умная колонка представляет собой голосовой помощник, оснащенный микропроцессором, громкоговорителем и микрофоном. Программное обеспечение этого устройства разработано с использованием технологий искусственного интеллекта. Умная колонка отвечает на вопросы пользователя, «понимает» голосовые команды и умеет их выполнять. Например, если колонку попросить включить телевизор, она распознает поступившую голосовую команду и отправит соответствующий сигнал включения, ответив пользователю, что задание выполнено.
Умная колонка
В настоящее время разработано множество устройств и бытовых приборов, которые можно включить в состав системы «Умный дом». Это так называемые умные устройства: электрические розетки, выключатели, лампочки, замки, кондиционеры, телевизоры, чайники, стиральные машины, другие бытовые приборы.
Умная лампочка
Все умные устройства, как и управляющий модуль, оснащены специальным программным обеспечением, которое позволяет им функционировать в составе системы. Кроме того, все эти девайсы должны быть подключены к сети Интернет для своевременного получения программных обновлений от разработчика.
Использование системы «Умный дом» имеет целый ряд достоинств: удобство, безопасность, энергоэффективность, экономия времени. К недостаткам следует отнести высокую стоимость элементов системы и проблемы совместимости умных устройств, выпускаемых различными производителями. Но, уже в ближайшем будущем системы «Умный дом» станут более совершенными, а их стоимость будет постепенно снижаться.
Еще больше интересных статей и захватывающих видео вы сможете найти на нашем Дзен-канале: ГОРОД НАУКИ | Дзен,
Астрономы подготовили оригинальное поздравление с наступающим Новым годом
В преддверии новогодних праздников сотрудники НАСА опубликовали оригинальное представление звездного скопления NGC 2264, которое внешне напоминает новогоднюю елку. Это красочное изображение было получено путем объединения данных, полученных космической рентгеновской обсерваторией «Чандра», 0,9-метровым телескопом WIYN и инфракрасными телескопами 2MASS.
Звездное скопление NGC 2264, известное как скопление Снежинки, принадлежит нашей галактике Млечный Путь и находится в созвездии Единорога на расстоянии примерно 2500 световых лет от Земли. Скопление было открыто 18 января 1784 года английским астрономом, оптиком и композитором Фредериком Уильямом Гершелем и получило свое имя из-за характерного внешнего вида. В англоязычных странах его также называют Christmas Tree Cluster, что в переводе на русский язык означает «Скопление Рождественской елки». Такое название космический объект получил благодаря тому, что внешне он напоминает ель, украшенную праздничными гирляндами.
NGC 2264 – это скопление молодых звезд возрастом от одного до пяти миллионов лет. Для сравнения возраст Солнца – звезды, находящейся в середине своего жизненного цикла, составляет примерно 5 миллиардов лет. Масса этих звезд варьируется от одной десятой до семи солнечных масс. Скопление взаимодействует с соседним газопылевым облаком, в котором оно было сформировано.
Полученное оригинальное составное изображение еще больше усиливает внешнее сходство NGC 2264 с рождественской елью за счет выбора цветовой гаммы и расположения объекта в кадре. Изображение газовой туманности получено с помощью 0,9-метрового телескопа WIYN Национальной обсерватории Китт-Пик в Аризоне и показано зеленым цветом, что напоминает еловую хвою. Синие, фиолетовые, красные и белые мерцающие огни («гирлянда») – это молодые звезды, которые испускают рентгеновское излучение, наблюдаемое обсерваторией «Чандра». Белые звезды на переднем и заднем панах – это данные, полученные в инфракрасном диапазоне излучения благодаря проекту 2MASS («Обзор всего неба на длине волны 2 микрона»). Изображение специально повернуто по часовой стрелке на 160 градусов относительно стандартного положения так, чтобы «верхушка ели» оказалась в верхней части кадра.
С помощью такой необычной и очень красивой космической елки астрономы поздравляют всех землян с наступающим Новым годом! А научно-популярный онлайн-журнал «Город науки» присоединяется к этим поздравлениям и желает своим читателям всего самого лучшего в новом 2025 году!
Еще больше интересных статей и захватывающих видео вы сможете найти на нашем Дзен-канале: ГОРОД НАУКИ | Дзен,
Плутон перестал быть девятой планетой Солнечной системы и превратился в плутоид
Карликовая планета Плутон
Согласно современной классификации, Плутон является транснептуновым объектом и крупнейшей карликовой планетой Солнечной системы. Но так было не всегда. Еще без малого 20 лет назад Плутон занимал почетное место девятой от Солнца планеты, которое в настоящее время является вакантным. Однако, в 2006 году после долгих дебатов ученых мужей Плутон был безжалостно понижен в статусе. Почему же так произошло?
Еще в конце XIX века ученые-астрономы предсказывали присутствие некоего небесного тела за пределами орбиты Нептуна. Но поиски девятой планеты Солнечной системы увенчались успехом только через несколько десятилетий после возникновения гипотезы о ее существовании. Плутон был открыт 18 февраля 1930 года американским астрономом Клайдом Уильямом Томбо, а уже 1 мая получил свое название, которое сохранилось до наших дней. В том же году Международный астрономический союз (МАС) присвоил Плутону статус планеты. Ученые тогда предполагали, что по своим размерам Плутон сопоставим с Землей. Со временем представления астрономов об этом небесном теле значительно изменились.
22 июня 1978 года был открыт спутник Плутона Харон. С помощью третьего закона Кеплера ученым удалось измерить общую массу этих небесных тел. Позже астрономы смогли определить параметры Плутона и Харона по отдельности. Полученные результаты удивили ученых. Во-первых, масса Плутона оказалась значительно меньше, чем предполагалось ранее. По современным оценкам значение этого показателя составляет примерно 0,0022 массы Земли. Во-вторых, масса Харона всего лишь в 8 раз меньше массы Плутона. При этом диаметр Плутона (около 2400 км) примерно в 2 раза больше диаметра его спутника. Другими словами, как спутник Харон необычайно велик. Поэтому некоторые астрономы стали считать систему Платон-Харон двойной планетой.
В 1992 году был открыт первый объект пояса Койпера – Альбион. С этого момента статус Плутона стал подвергаться сомнениям. Пояс Койпера – это область Солнечной системы за пределами орбиты Нептуна, расположенная на расстоянии от 30 а.е. до 55 а.е. от Солнца и содержащая множество малых тел, в том числе и карликовых планет, вращающихся вокруг нашей звезды. Эти объекты называются транснептуновыми.
Уже в 2000-х годах среди астрономов разгорелись жаркие дебаты по поводу статуса Плутона. Этому поспособствовало открытие большого количества новых транснептуновых объектов, многие из которых имели диаметр, сопоставимый с размерами Плутона (2377 км) и Харона (1212 км). Так, в 2002 году был открыт Квавар, диаметр которого составляет около 1110 км, а в 2004 году – Седна (примерно 1000 км в диаметре). 29 июля 2005 года было объявлено об открытии Эриды, которая является самым массивным транснептуновым объектом среди известных в настоящее время. Это стало значительным аргументом в пользу перевода Плутона в категорию малых тел Солнечной системы. Но ученые сомневались, поскольку у Плутона оставалось еще два признака, характерных для планет: наличие крупного спутника и атмосферы. Однако более поздние исследования доказали присутствие этих признаков и у некоторых других транснептуновых объектов.
Нужно было каким-то образом принимать решение о статусе Плутона. И в 2006 году МАС сформулировал для понятия «планета» официальное определение, согласно которому, планетой Солнечной системы называется объект, удовлетворяющий следующим критериям:
вращается по орбите вокруг Солнца, а не вокруг одной из планет;
имеет массу, достаточную для приобретения под действием гравитационных сил формы, близкой к сферической;
является гравитационной доминантой в окрестностях своей орбиты (поблизости отсутствуют другие тела сравнимого размера кроме собственных спутников).
Плутон не соответствует лишь третьему критерию, поскольку рядом с его орбитой расположено множество довольно массивных тел, принадлежащих поясу Койпера. В результате ученые решили отнести Плутон сразу к двум новым категориям: к карликовым планетам и к классу транснептуновых объектов. В 2008 году МАС объявил о введении понятия «плутоид». К этим объектам были отнесены карликовые транснептуновые планеты: Плутон, Эрида, Макемаке и Хаумеа. Таким образом, бывшая девятая планета Солнечной системы Плутон официально приобрела новый статус.
Гипотетическая девятая планета Солнечной системы
В настоящее время остается открытым вопрос о существовании девятой планеты, находящейся за пределами пояса Койпера. По множеству косвенных гравитационных признаков астрономы считают наличие такой планеты весьма вероятным. Согласно предварительным расчетам, ее масса должна в 5 – 10 раз превышать массу Земли, а диаметр быть в 2 – 4 раза больше земного. Планета должна иметь вытянутую эллиптическую орбиту с периодом обращения примерно 15 000 земных лет. Сегодня наука стремительно идет вперед, и, возможно, уже очень скоро поиски девятой планеты Солнечной системы увенчаются успехом.
Еще больше интересных статей и захватывающих видео вы сможете найти на нашем Дзен-канале: ГОРОД НАУКИ | Дзен,
Устройство, принцип работы и преимущества использования хирургического робота «Да Винчи»
Робот-хирург "Да Винчи"
Универсальный робот-хирург «Da Vinci» («Да Винчи»), предназначенный для проведения различных операций, был разработан в конце 90-х годов прошлого века компанией Intuitive SurgicalInc (США). Свое название он получил в честь великого ученого и изобретателя Леонардо Да Винчи, который сконструировал первый в мире прототип антропоморфного робота, способного двигать руками и ногами. В настоящее время «Да Винчи» является единственной универсальной роботизированной системой с дистанционным управлением, способной выполнять широкий спектр хирургических операций. Эту технологию успешно используют во многих развитых странах.
Общие сведения
«Да Винчи» представляет собой дистанционно управляемый копирующий робот-манипулятор, который позволяет хирургам проводить операции, не касаясь пациентов. В процессе хирургического вмешательства врач, находясь на некотором расстоянии от больного, управляет роботом с помощью специальной консоли и джойстиков. «Да Винчи» имеет видеокамеру и рабочие инструменты, которые выполняют функции рук хирурга. Видеоизображение, получаемое роботом во время выполнения манипуляций, выводится на монитор и помогает врачу контролировать процесс операции.
Роботизированная хирургическая система "Да Винчи"
Устройство и принцип работы системы
Во время операции хирург управляет роботом с помощью специального пульта управления, при этом на экран монитора выводится трехмерное изображение оперируемого участка. Изображение можно многократно увеличить, что повышает точность проводимых манипуляций. При этом врач утомляется значительно меньше, чем при проведении обычного хирургического вмешательства.
Хирург управляет инструментами робота с помощью специальных джойстиков, которые реагируют на прикосновения кончиков пальцев. Движения врача в режиме реального времени с высокой точностью воспроизводятся манипуляторами на операционном столе. Это обеспечивает безопасность проведения операции и ее высокое качество.
Органы управления манипуляторами робота «Да Винчи» (джойстики)
«Да Винчи» оснащен четырьмя манипуляционным механизмами. Один из них имеет встроенную видеокамеру, которая передает изображение оперируемой области на монитор пульта управления в режиме реального времени. Два других манипулятора оснащены специальными инструментами и выполняют функции рук хирурга, а четвертый служит в качестве ассистента. С помощью хирургических инструментов производятся надрезы величиной 1 – 2 см для дальнейшего выполнения лапароскопической операции. Точность работы манипуляторов превосходит возможности рук человека. За счет уменьшения размеров надрезов и благодаря высокой точности проводимых манипуляций снижается уровень травматизации тканей пациента. Хирургические манипуляторы имеют 7 степеней подвижности, что является дополнительным преимуществом при работе в ограниченном пространстве во время операции.
Манипуляторы робота «Да Винчи»
В процессе хирургического вмешательства работу «Да Винчи» контролирует команда врачей-ассистентов. Они подготавливают оперируемую область для надрезов и манипуляций, следят за ходом вмешательства и по мере необходимости предоставляют стерильные инструменты.
Большое разнообразие хирургических инструментов робота «Да Винчи» и высокая степень подвижности его манипуляторов позволяют выполнять самые сложные операции. Каждый инструмент при этом выполняет свою роль: разрез, обработка тканей, зажим, наложение швов и другие. Точность хирургических манипуляций, которая обеспечивается робототехнической системой, исключает влияние тремора рук врача на качество проводимой операции и позволяет работать с труднодоступными участками тела пациента без риска повреждения здоровых тканей.
Хирургические инструменты робота «Да Винчи»
Достоинства роботизированной хирургической системы
Преимущества выполнения операции с использованием робота «Да Винчи» по сравнению с проведением обычного хирургического вмешательства связаны со снижением степени повреждения тканей пациента. Использование хирургической робототехники позволяет уменьшить послеоперационные боли, снизить кровопотерю и количество рубцов, обеспечить быстрое восстановление пациента и его возвращение к обычной жизни.
Еще больше интересных статей и захватывающих видео вы сможете найти на нашем Дзен-канале: ГОРОД НАУКИ | Дзен ,
Автоматическая межпланетная станция «Марс-экспресс» (ESA) совершает полет над поверхностью Марса в районе Оксия Палус
Регион Оксия Палус на поверхности Марса (Источник: ESA)
В ноябре 2024 года Европейское космическое агентство (ESA) представило широкой публике фильм под названием «Совершите полет над долиной Арес на Марсе». Видеоролик был создан с использованием данных, полученных стереокамерой высокого разрешения Mars Chart (HMC30), установленной на борту автоматической межпланетной станции «Марс-экспресс» (Mars Express, ESA). Этот космический аппарат, перемещаясь по околомарсианской орбите, запечатлел участок поверхности планеты – так называемый четырехугольник Оксия Палус (Oxia Palus), который охватывает область с координатами от 0° до 45° западной долготы и от 0° до 30° северной широты. Площадь территории, отснятой стереокамерой, составляет около 890 000 км2, что более чем в 2 раза превосходит площадь Германии.
Данные, получаемые стереокамерой аппарата «Марс-экспресс» во время полета, систематически обрабатывались в Институте планетарных исследований Немецкого аэрокосмического центра (DLR). Полученные кадры были объединены с топографическими данными, что позволило построить трехмерную модель ландшафта в исследуемом регионе. Каждая секунда фильма визуализирует 50 стереоснимков.
Центральное место в видеотуре занимает долина Арес (Ares Vallis) – ущелье длиной 1700 км на поверхности Марса, которое, вероятно, было сформировано потоками воды в те далекие времена, когда на планете присутствовало это химическое соединение в жидком состоянии. Весь исследуемый регион также имеет извилистый рельеф, что подтверждает гипотезу ученых о наличии воды на Марсе в прошлом.
В представленном видео исследуемая область обозначена белым прямоугольником. Полет стартует над посадочной площадкой космической миссии Nasa Pathfinder, чей марсоход Sojourner в 1997 году в течение 12 недель исследовал долину Арес. Далее «Марс-экспресс» движется на юг и пролетает над двумя большими кратерами: Мазурского и Сагана. Частичная эрозия краев кратера Мазурского позволяет предположить, что через него когда-то в прошлом проходил поток воды из близлежащей долины Тиу.
Следующий объект, над которым пролетает космическая станция, – кратер Галилей. Его края подверглись значительной эрозии. Вполне вероятно, что внутри этого кратера в древности располагалось озеро, которое по каким-то причинам разлилось на прилегающую территорию.
Продолжая путь, можно наблюдать обтекаемые острова и террасированные берега рек, что также свидетельствует о наличии воды на поверхности Марса в далеком прошлом.
Далее «Марс-экспресс» снова пересекает долину Арес и приближается к региону Oxia Planum, который представляет собой равнину, некогда заполненную водой. Здесь запланировано место будущей посадки марсохода Rosalind Franklin космической миссии ExoMars(ESA), целью которой является поиск признаков жизни на Марсе в прошлом и в настоящее время. Некогда затопленный регион является идеальным местом для проведения подобных исследований.
Экскурсия заканчивается потрясающим видом на долину Арес и ее окрестности с высоты птичьего полета.
Еще больше интересных статей и захватывающих видео вы сможете найти на нашем Дзен-канале: ГОРОД НАУКИ | Дзен,
