В силе знаний: бактерии для производства молока и ИИ для расшифровки древних рукописей

Шведские ученые с помощью генетической технологии впервые вывели штамм бактерий, способный вырабатывать казеин — основной белок молока. В перспективе технология может быть использована для промышленного производства альтернативных молочных продуктов без помощи коров или других животных. Группа европейских специалистов разработала модель на основе ИИ, которая может «дописывать» утраченные части древних латинских рукописей. А российские физики обнаружили механизм, который используют водоросли для повышения эффективности фотосинтеза. Эти данные открывают путь к созданию искусственной системы для производства энергии. Об этих и других событиях из мира науки — в еженедельной подборке «Известий».

Частые пуски ракет могут за 25 лет разрушить озоновый слой

Развитие космических технологий может негативно сказаться на состоянии озонового слоя — защитной оболочки Земли, которая защищает всё живое от агрессивного УФ-излучения. К такому выводу пришли ученые из Санкт-Петербургского государственного университета, которые совместно с коллегами из Новой Зеландии, США, Швейцарии и Испании смоделировали влияние запусков ракет на озоносферу.

По словам исследователей, в последние годы в околоземном пространстве значительно возросло количество систем, которые обеспечивают работу спутникового интернета, навигации, зондирования Земли и других сервисов. Такие системы состоят из тысяч аппаратов, расположенных на орбитах на высотах от 250 до 600 км. Для поддержания своей работоспособности они требуют постоянного обновления и замены отдельных спутников, что приводит к частым запускам ракет. В результате стратосфера испытывает беспрецедентную нагрузку.

— Многие газы и твердые частицы, которые образуются при работе ракетных двигателей, обладают высокой химической и радиационной активностью и способны разрушать озоновый слой. Причем это воздействие происходит как во время запусков, так и при возвращении космических аппаратов в атмосферу, — сообщил «Известиям» соавтор исследования, руководитель Лаборатории исследований озонового слоя и верхней атмосферы СПбГУ Евгений Розанов.

Все виды топлива оставляют углеродный след, который влияет на озоновый слой, уточнил он. Отказаться от ракетных запусков невозможно, поскольку от них зависит развитие техники и освоение космического пространства. Однако можно снизить их негативное воздействие, сократив использование твердых топлив с содержанием хлора, считает Евгений Розанов.

Ученые из РФ и КНР вместе изучат климатические изменения в Арктике

Под руководством профессора Ван Линь из Института физики атмосферы Китайской академии наук команда исследователей на базе ИФА им. А.М. Обухова РАН будет решать научную проблему в области мониторинга и прогнозирования состояния окружающей среды в Арктике. Об этом в интервью «Известиям» рассказал академик РАН, председатель научно-технологического совета РНФ Александр Клименко.

— Мы считаем, что объединение потенциала российских исследователей и компетенций иностранных экспертов позволит вывести нашу науку на принципиально новый уровень, — сказал он.

Ученые рассмотрят, как изменение климата влияет на появление смерчей и других метеорологических аномалий в Арктическом регионе и Северной Евразии. Также им предстоит понять, каким образом можно улучшить прогнозируемость состояния снежно-ледового покрова в морях Северного Ледовитого океана, в том числе по трассе Северного морского пути. На эти и другие вопросы будут отвечать исследователи не только ИФА РАН, но и Гидрометцентра России, Института вычислительной математики им. Г.И. Марчука РАН, Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН, МГУ, а также Института вычислительной математики и математической геофизики СО РАН.

Улучшенный фотосинтез водорослей сделает более эффективными солнечные батареи

Российские ученые выяснили, как узорчатые панцири одноклеточных диатомовых водорослей реагируют на свет. Они используют особый оптический эффект для улучшения фотосинтеза. Результаты исследования микроорганизмов можно использовать для разработки датчиков света, биосенсоров, защитных покрытий против ультрафиолета, солнечных батарей, а также для создания систем искусственного фотосинтеза, способных перерабатывать углекислый газ и воду в топливо.

— Мы узнаем всё больше о свойствах панцирей диатомовых водорослей, и какие-то из используемых ими механизмов могут со временем оказаться полезны в фотонических устройствах, биосенсорах, саморегулирующихся фоточувствительных покрытиях и солнечных батареях — может быть, даже в системах искусственного фотосинтеза, которые бы преобразовывали энергию солнечного света не в электричество, а в химическое топливо, — сказала старший научный сотрудник Центра фотоники и фотонных технологий Сколтеха Юлияна Цветинович.

Специалисты намерены продолжить исследования для более глубокого понимания процессов в водорослях.

Метод получения молока без использования коров или других животных

Ученые из Швеции создали штамм бактерий, которые способен самостоятельно вырабатывать казеин — главный белок молока. Для этого специалисты ввели микроорганизмам бычий ген и некоторые ферменты, связанные с выработкой молока. Открытие позволит разработать новые методики производства молочных продуктов. Однако пока технология реализована только в масштабах научной лаборатории, а для промышленного применения ученым предстоит решить ряд проблем.

По задумке разработчиков, методика позволит снизить негативное влияние сельского хозяйства на окружающую среду — в частности, объемы метана, выделяемого молочными животными. По их словам, искусственно полученные белки могут стать полноценной заменой молочных продуктов, необходимых человеку.

ИИ поможет разгадать тайны античных текстов

Европейские ученые разработали модель на основе искусственного интеллекта, получившую название «Эней». Она способна определять происхождение древнеримских текстов, оценивать их возраст и заполнять их отсутствующие части. Для этого ИИ натренировали на материалах трех крупнейших баз дынных латинских документов, которые содержать около 180 тыс. артефактов.

— «Эней» может практически мгновенно находить соответствующие параллели в тексте со всей нашей базы данных, поскольку каждый текст в ней имеет уникальный идентификатор, — сказал соавтор исследования, научный сотрудник Google DeepMind Яннис Ассаэль.

Чтобы проверить достоверность датировок системы, разработчики попросили 23 профессиональных специалистов определить возраст рукописей самостоятельно и с помощью модели. Без нейросети эксперты датировали надписи с точностью до 31 года. Даты, предсказанные ИИ, оказались верны с точностью до 13 лет.