Открытий море: орган-компас у птиц и древний город металлургов на Иртыше

Российские нейрофизиологи с помощью мяуканья обучили ИИ распознавать эмоции, а физики создали материал для персональных суперкомпьютеров. Московские биологи нашли в столичных водоемах цианобактерии, опасные в период цветения. Также в Европе исследователи обнаружили у птиц орган, который помогает им слышать магнитное поле Земли, а в Казахстане археологи изучили древний город с развитой металлургией, изменивший представления о доисторической Центральной Азии. О самых интересных событиях из мира науки — в еженедельной подборке «Известий».

В прудах столицы нашли токсичные штаммы цианобактерий

В московских водоемах обитают цианобактерии, которые синтезируют опасные соединения. К такому выводу пришли исследователи из Института физиологии растений им. К.А. Тимирязева РАН. Они исследовали пробы, взятые из 12 прудов и озер. Анализ показал наличие в них штаммов микроорганизмов, которые выделяют вещества, нарушающие работу клеток печени у животных и человека.

Фото: Элина Миронова Штамм Microcystis aeruginosa CBMC403m в колбе Эрленмейера, этап наращивания биомассы для анализа токсинов

— В обычных условиях эти бактерии не несут угрозы, но в случае массового размножения в период цветения могут представлять опасность для здоровья людей. Полученные результаты послужат основой для разработки системы мониторинга, которая позволит быстро и точно выявлять токсин-продуцирующие цианобактерии в воде, — сообщила старший научный сотрудник лаборатории молекулярной систематики водных растений ИФР РАН Елена Кезля.

По ее словам, один из токсичных штаммов был выделен из проб, взятых в Мещерском пруду. Этот водоем в летний период популярен у любителей купания и пляжного отдыха. Другой опасный вид обнаружен в пруду без названия в микрорайоне Марфино.

Кошки научили ИИ понимать и выражать эмоции

Метод, который поможет научить ИИ чувствовать и выражать эмоции, предложили в Сколтехе и Институте высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН. В основе их работы — исследование, в ходе которого ученые собрали несколько сотен экспрессивно окрашенных звуков, которые произносят люди.

— Мы исследовали невербальные звуки плача, смеха, испуга и прочих эмоций и выявили их физические характеристики: показатели громкости, частотного спектра, степени хаотичности и другие. Например, для радостных вокализаций характерны более высокие фрактальные размерности, а грустные звуки отличаются громкостью и сниженной акустической изменчивостью, — рассказала ведущий научный сотрудник Лаборатории высшей нервной деятельности человека института РАН Галина Портнова.

Для проверки правильности сделанной классификации звуков ученые с их помощью изменили кошачье мяуканье, придав ему разные эмоциональные оттенки. В ходе эксперимента люди, которые прослушали модифицированный голос животного, верно распознали звуки радости в 80% случаев. Чуть реже — грусти и испуга.

По словам специалистов, голосовые ИИ-помощники, обученные на собранном материале, смогут самостоятельно распознавать и выражать эмоции. В частности, это поможет сделать будущих роботов более человечными. Другое применение разработки — усиление эмоционального восприятия медиаконтента.

В РФ создали сверхпроводник для электроники будущего

Ученые из Физического института им. П.Н. Лебедева РАН, Московского физико-технического института и Высшей школы экономики разработали новый материал для сверхбыстрой электроники — нанопленки из аморфного рения. Это вещество не подвержено окислению на воздухе и не образует оксидных пленок. Кроме того, оно становится сверхпроводником (проводит ток без потерь энергии) при относительно высокой температуре — 7–8 градусов по Кельвину.

— Эти свойства открывают путь для создания различных перспективных устройств. Например, сверхпроводящих транзисторов — устройств, которые управляют потоками электронов, при этом не рассеивают тепло и обеспечивают высокую скорость переключения по сравнению с обычной электроникой, — объяснил «Известиям» ведущий научный сотрудник ФИАН и профессор факультета физики НИУ ВШЭ Александр Кунцевич.

По словам ученого, массовое изготовление таких устройств — вполне достижимая задача. На практике разработка может быть использована для создания сверхпроводящих транзисторов для сопряжения обычной и квантовой электроники. В будущем — по мере развития технологий — эти устройства станут основой для компактных карманных суперкомпьютеров. На них, к примеру, можно установить локальный искусственный интеллект — систему для решения сложных вычислительных задач без доступа к облачным ресурсам.

Ученые нашли орган-компас у птиц во внутреннем ухе

Исследователи из Германии и Австрии выдвинули новую версию, какая часть мозга птиц помогает им ощущать магнитное поле Земли. Благодаря этому чувству пернатые находят дорогу во время сезонных перелетов на тысячи километров.

В ходе работы специалисты изучили мозг голубя методами световой микроскопии и выявили отклик на магнитные поля в структурах вестибулярного аппарата (внутреннего уха). Это орган, который отвечает за восприятие положения тела в пространстве и поддержание равновесия. Ученые обнаружили особые чувствительные клетки, которые, судя по всему, выполняют роль электромагнитной антенны. Они предположили, что, когда голубь движется в магнитном поле, в этих клетках возникает слабый электрический сигнал. Мозг обрабатывает его и использует как внутренний компас.

Более ранние гипотезы предполагали, что птицы видят магнитное поле через особые клетки в сетчатке глаза или чувствуют с помощью микроскопических магнитных частиц, которые находятся в клюве.

На берегу Иртыша открыли город древних металлургов

Перевернуть представление о народах Западно-Сибирской равнины могут археологические находки на севере Казахстана. Здесь в 180 км от Павлодара на возвышенности у берега Иртыша международная экспедиция в течение семи лет проводила раскопки городища Семиярка. Площадь древнего поселения — около 140 га, а его возраст специалисты оценивают в 3,6 тыс. лет. Сюрпризом для ученых стало открытие на территории городища промышленной зоны, где в огромных количествах выплавляли олово и бронзу и производили из них различные изделия.

«Эти находки позволяют предположить, что Семиярка была высокоорганизованным металлургическим центром, способным к контролируемому производственному процессу. Это опровергает предположения об отсутствии структурированной экономики, основанной на металлургии, у полукочевых степных сообществ», — отметили ученые в научной статье, посвященной исследованию древнего памятника.

Также ученых поразили плановая застройка города и монументальное сооружение в центре, которое, вероятно, выполняло общественные и ритуальные функции. Кроме того, расположение поселения на господствующей высоте вблизи крупных месторождений меди и олова в Алтайских горах говорит о том, что Семиярка была крупным торговым и административным центром.

Как отметила соавтор исследования, научный сотрудник Института археологии Университетского колледжа Лондона Миляна Радовоевич, этот археологический объект меняет представление о степных обществах и показывает, что они могли строить и поддерживать постоянные организованные поселения, ориентированные на крупную металлургию — наиболее технологичную отрасль экономики бронзового века.