Розовый слом: тайны «интернета» деревьев и формы цветочных лепестков
«Известия» подготовили топ-5 научных событий недели
EN
Российские инженеры разработали линейку устройств с ИИ для проверки качества микроэлектроники. Другая команда предложила новаторский подход для конструкции нижних конечностей антропоморфных роботов. Он сделает их прыжки и движения более экономичными и «человеческими». Медики выявили, что большинство диагнозов пищевой аллергии у детей могут быть ложными. Зарубежные специалисты изучили, как деревья синхронизируют поведение и почему на лепестках роз обязуются завитки и острые выступы. Об этом — в подборке самых интересных новостей науки, подготовленной «Известиями».
Роботы-инспекторы с ИИ проверят качество микросхем
Российские инженеры создали роботов-инспекторов для проверки микросхем в процессе их изготовления. Они исследуют электронику на разных этапах производства. Затем с помощью алгоритмов машинного зрения определяют соответствие стандартам. Результаты проверки в режиме реального времени выводятся на монитор.
— Среди брака, который выявляют устройства, могут быть трещины, царапины, сколы, непропечатанные фрагменты, перекосы, неоднородности, обрывы дорожек, пыль и остатки химикатов. При этом размеры тестируемых изделий могут составлять от 0,1 мм до 300 мм, а максимальное разрешение камеры — до 3 микрон. При этом скорость проверки достигает 1 кв. см в секунду, — рассказал «Известиям» разработчик, старший инженер АО «ЦКБ «Дейтон» (входит в ГК «Элемент») Вячеслав Малышев.
По его словам, семейство устройств включает три типа. Первые сканируют чипы, уложенные в ячейках на палете. Второй тип предназначен для контроля кремниевых пластин. Третий рассчитан на работу в составе конвейерной линии. Все операции роботы производят в автоматическом режиме. Они оснащены софтом на основе отечественных запатентованных разработок. ПО включает нейросети, обученные более чем на 6 тыс. изображений.
Устройства протоколируют процесс проверки, формируют сводку, рассчитывают выход годных и проводят анализ увеличения или снижения качества изделий. Это дает возможность обнаруживать уязвимости в производственном процессе и устранять их. Такие меры помогают увеличить процент качественной продукции и снизить ее итоговую стоимость.
Диагноз пищевой аллергии у детей в 94% случаев оказался ложным
Ученые из Сеченовского университета совместно с Детской городской клинической больницей № 9 им. Г.Н. Сперанского провели исследование, в котором выяснили, что употребление потенциального пищевого аллергена под контролем врачей безопасно и позволяет точно определить, есть ли у ребенка реакция на тот или иной продукт.
В качестве инструмента специалисты применили провокационные пробы, адаптировав международный протокол, при котором ребенок под медицинским наблюдением употребляет аллерген в возрастающих дозах. Участниками исследования стали 130 детей в возрасте от шести месяцев до 17 лет с установленной ранее аллергией на молоко и/или яйцо или подозрением на нее. В результате ученые обнаружили, что лабораторная диагностика и сбор анамнеза часто дают ложноположительные результаты.
— 94% детей на момент участия в исследовании находились на диете необоснованно. Ограничения в питании влекут за собой и социальные ограничения — ребенок не может есть вместе с другими, родителям необходимо отдельно планировать его рацион, что требует времени и дополнительных затрат. Понятно, что дома никто не станет рисковать и давать ребенку потенциальный аллерген. Но провокационные пробы в условиях доступа к экстренной помощи позволяют безопасно и надежно подтвердить, есть ли у ребенка пищевая аллергия, — рассказала «Известиям» доцент кафедры педиатрии и детских инфекционных болезней КИДЗ им. Н.Ф. Филатова Сеченовского университета Людмила Федорова.
Как рассказали ученые, данная методика ляжет в основу обновленного клинического протокола по диагностике пищевой аллергии, в настоящее время осуществляется подготовка методических рекомендаций. Далее процедура будет внедрена в клинические рекомендации с последующей интеграцией в перечень предоставляемых услуг всех профильных больниц ДЗМ и больниц других регионов РФ. Это поможет тысячам детей по всей стране избежать необоснованных ограничений в рационе, уверены ученые.
В России создали прыгающие ноги для антропоморфного робота
В Московском физико-техническом институте создали ноги для антропоморфного робота, которые отличаются от аналогов более экономичной и эффективной кинематикой. В основе разработки — расположение электродвигателей в верхней части ног. Благодаря такому решению удалось снизить массу нижней части конечностей. Это улучшило их динамику, маневренность и способность сохранять равновесие робота.
Вместе с тем разработчики оптимизировали работу ряда механизмов. Например, для выполнения приседаний и прыжков людям нужно задействовать одновременно мышцы бедра, колена и щиколотки, а новому бионическому роботу — только двигатель сокращения ноги. При этом остальные моторы временно «замораживаются», что экономит энергию.
— Мы еще в процессе разработки, но наши ноги уже могут ходить, быстро разгоняться, сгибать колени и совершать прыжки, сохраняя равновесие при приземлении. По нашей информации, это первый разработанный в РФ антропоморфный робот, способный динамично прыгать, — сообщил один из участников создания нового устройства, руководитель направления антропоморфной робототехники МФТИ Егор Давыденко.
Как отметили специалисты, в целом в конструкцию ног робота были добавлены нововведения, которые увеличили количество степеней свободы устройства и позволили сделать его движения более характерными для человеческого тела.
Ученые раскрыли тайну «интернета» деревьев
Учёные из Австралийского университета Саузерн-Кросс и Итальянского технологического института изучили, как деревья передают информацию друг другу, и пришли к выводу о наличии общей «сети», которая позволяет растениям синхронизировать свое поведение.
Исследователи наблюдали за несколькими елями, чтобы оценить их индивидуальную и коллективную биоэлектрическую реакцию на солнечное затмение. Для измерения невидимых импульсов была задействована система датчиков. Также специалисты применили сложные аналитические методы, включая квантовую теорию поля, чтобы зафиксировать эту синхронизацию. В результате ученые выяснили, что активность деревьев изменяется за несколько часов до затмения. Причем происходит это синхронно.
Как объяснили ученые, затмение нарушает биологическое программирование деревьев, на короткое время превращая день в ночь. Такие сбои отрицательно влияют на транспортировку питательных веществ и другие обменные процессы. Синхронизация биоэлектрической активности — это, по сути, команда, которая позволяет уменьшить негативные последствия.
По мнению специалистов, открытие помогает понять механизмы адаптации экосистем к климатическим изменениям и подчеркивает роль старых деревьев в сохранении «знаний». Причем координация среди деревьев разрушает стереотип о том, что такое поведение характерно только для животных.
Выступы по краям лепестков роз обусловлены геометрической несовместимостью
Китайские ученые из Университета Цинхуа в Пекине и их израильские коллеги из Еврейского университета в Иерусалиме изучили молекулярную механику, которая определяет уникальную форму выступов на лепестках роз. По их мнению, на цветы воздействует особый вид геометрического «раздражения» — несовместимости по Майнарди-Кодацци-Петерсону.
Как объяснили ученые, в математике этими уравнениями описывают условия, при которых поверхность может быть гладкой и непрерывной. Если эти условия нарушаются, возникает геометрическая несовместимость, которая приводит к деформациям. Таким как складки, изгибы или волнистые структуры.
В случае с лепестками роз разный характер роста клеток в верхнем и нижнем слоях создает напряжение, которое не может быть равномерно распределено. В результате лепесток не может принять желаемую форму, из-за чего на краях образуются характерные завитки и острые выступы.
По мнению специалистов, понимание этих механизмов даст возможность получить материалы, которые способны изменять форму, как живые ткани. Также управление «несовместимостью» позволит создавать новые декоративные формы растений. В медицине полученные знания помогут объяснить случаи неправильного развития органов (например, складок в мозге или кишечнике).
