Тег «Наука»

5 мая 2019

Американские врачи нашли новый орган

Казалось бы, тело человека изучено уже вдоль и поперек. И найти что-либо новое в нем просто невозможно. Однако это не так.
Медики из университетов Пенсильвании и Нью-Йорка в ходе проведения эндоскопии желудка нашли новый орган.
Неизведанный ранее орган – это сеть каналов по которым курсирует межклеточная жидкость.
Сеть каналов, пронизывающих межклеточное пространство, устилает не только органы пищеварения. Она охватывает подкожные слои, легкие, мочеполовые органы, окружает артерии, вены, соединительные ткани внутри мышц.
«Новый орган», названный «interstitium» буквально связывает все органы в нашем теле. По сути, он является крупнейшим в нашем теле.

4 мая 2019

В Китае был создан крылатый робот-динозавр

Ученые из Университета Цинхуа в Пекине, исследуя эволюцию птиц, смогли создать роботизированную модель динозавра-каудиптерикса. Также они установили искусственные крылья страусу.

Об этом пишет научное издание PLOS Computational Biology. По информации, полученной журналистами, механический «потомок» древнего животного был сделан с целью решения вопроса научного сообщества относительно парения переходных видов между динозаврами и птицами.



В качестве объекта исследования ученые взяли каудиптерикса, поскольку у него были крылья, но внушительный вес не позволял ему летать. Они предположили, что в таком случае животное прыгало с одновременным взмахом крыльев, ускоряя таким образом свои передвижения. Создав робота, соответствующего всем параметрам вымершего существа, они подтвердили теорию.

Позднее ученые установили живому страусу искусственные крылья для дальнейших разработок по этой теме. Эксперимент проводился при строгом соблюдении всех правил по защите животных.

4 мая 2019

Программист-самоучка решил криптографическую задачку, которую не могли отгадать более 20 лет

Бельгийский программист-самоучка Бернар Фабро решил криптографическую головоломку, которую никто не мог решить больше 20 лет. При этом ученые считали, что программисты не смогут разгадать эту головоломку еще более 15 лет. Об этом говорится на сайте MIT.

Для решения криптографической задачки необходимо было как можно быстрее выполнить последовательное возведение в квадрат исходного числа 80 трлн раз.

Фабро смог сделать это на обычном домашнем компьютере с процессором Intel Core i7-6700 и библиотекой GNU Multiple Precision Arithmetic Library за 3,5 года. При этом он соревновался с командой из Университета Сабанчи, которая, используя программный ускоритель FPGA и новые алгоритмы возведения в квадрат, планирует произвести необходимые вычисления за два месяца — к 11 мая 2019 года.

Ученые отмечают, что эта задача не является очень сложной, но ответ на нее можно получить только в том случае, если алгоритм пройдет необходимое количество шагов — около 80 трлн. При этом участники не могли применять в своих решениях параллельные вычисления и суперкомпьютеры.

Теперь, после решения головоломки, 15 мая 2019 года в MIT пройдет вскрытие капсул, которые были оставлены для потомков разработчиками задачи в 1999 году.

4 мая 2019

Cтраусу приделали пластиковые крылья, чтобы тот полетел как динозавр

Но он так и не взлетел :(

На примере пластиковой модели небольшого динозавра каудиптерикса, а также юного страуса с закрепленными на спине искусственными крыльями ученые продемонстрировали, как могла выглядеть первая стадия эволюции полета. Вибрация, которая передавалась от двигающихся ног, спровоцировала непроизвольные маховые движения крыльев, которые затем, вероятно, превратились во вполне осознанные попытки взлететь.

Вопрос о том, как динозавры научились летать, — один из самых спорных в палеонтологии. Одни ученые предполагали, что полет начался со взлета: согласно ряду гипотез, будущие летающие динозавры передвигались по земле бегом или прыжками и крылья были нужны им лишь для того, чтобы сохранять равновесие. Прыжки становились все длиннее, крылья крепли и требовались все чаще, и таким образом этот бег с прыжками однажды превратился в полет. Согласно другой гипотезе, полет динозавов начался с падения: они планировали вниз с возвышенностей — например, во время охоты или скрываясь от хищников среди деревьев. В первом случае полет должен был начаться со взмахов крыльями, а во втором, соответственно, с планирования.

Авторы новой работы — сторонники первой, «взлетной» теории. Они предполагают, что предпосылки к полету возникли во время быстрого бега. Из-за вибраций, причиной которых были быстро двигающиеся конечности, крылья динозавров сперва двигались непроизвольно, и уже потом динозавры догадались, что эти движения можно применять с большей пользой.

Проверить эту гипотезу ученые решили на примере небольшого динозавра каудиптерикса, который жил в раннем меловом периоде около 125 миллионов лет назад. У каудиптерикса были относительно короткие крылья с прямыми перьями, с помощью которых тот не мог летать. Основываясь на характеристиках пяти описанных особей этого динозавра, ученые приняли его среднюю массу за 5 килограммов, а максимальную скорость бега оценили в 8 м/с.



Реконструкция каудиптериксаMatt Martyniuk / Wikimedia Commons / CC BY-SA 3.0

Сначала исследователи создали модель того, как разные части тела каудиптерикса вели себя во время бега. Для этого авторы работы воспользовались теорией эффективной модальной массы, которую применяют, в частности, при оценке сейсмоустойчивости зданий. Она объясняет, как колебания от основы какого-либо объекта передаются его частям. Если эти колебания входят в резонанс с собственной частотой другой части объекта, то амплитуда колебаний значительно увеличивается.

Для упрощения авторы работы представили динозавра в виде семи частей: тела, двух ног, двух крыльев, хвоста и шеи с головой. Для экспериментов подобрали несколько разных соотношений масс каждой из частей, но в сумме они всегда равнялись заданным 5 килограммам.

Семичастная модель бегущего каудиптериксаYaser Saffar Talori et al. / PLOS Computational Biology

Ноги в данном случае представляли собой основу, от которой колебания остальным частям тела передавались только в вертикальном направлении. Вибрациями в горизонтальном или иных направлениях ученые пренебрегли. Расчеты показали, что крылья каудиптерикса должны непроизвольно взмахивать при скорости бега в 2,5 и 5,8 м/с.

Расчет модальной эффективной массы каудиптерикса. На графике видны два пика для скоростей, при которых крылья динозавра начинают активно двигатьсяYaser Saffar Talori et al. / PLOS Computational Biology

Далее ученые решили подтвердить свои расчеты при помощи экспериментов на специально сконструированной пластиковой модели. Ученые собрали ее из тех же семи условных частей, каждая из которых была напечатана из АБС-пластика. Когда такой робот-каудиптерикс достигал скорости 2,31 м/с, то есть близкой к первому показателю из математических расчетов, то амплитуда движения его крыльев начала расти и это все больше стало напоминать взмахи.


Эксперимент с пластиковой моделью каудиптериксаPLOS Computational Biology

От экспериментов с пластиковым динозавром ученые перешли к страусам, которые похожи на нужных динозавров больше, чем остальные доступные для исследований современные птицы. В опытах задействовали юного страуса массой 6,7 килограмма. Ему на спину прикрепили специальное устройство с крыльями, имитирующими крылья каудиптерикса.

Эксперимент с юным страусомPLOS Computational Biology

Кроме перьев на крыльях были закреплены датчики, которые фиксировали скорость страуса, углы, на которые наклоняется его тело во время бега, а также силу, с которой крылья поднимались во время бега. Чтобы опробовать разные аэродинамические условия, ученые протестировали четыре таких устройства с разными параметрами крыльев.

Разные типы крыльев, которые ученые использовали в своем эксперименте со страусомTalori YS et al. / PLOS Computational Biology

Опыты со всеми вариантами искусственных крыльев также подтвердили, что, когда страус развивал определенную скорость, искуственные крылья у него на спине начинали двигаться, совершая «протовзмахи». Хотя каудиптериксы и им подобные нелетающие динозавры вряд ли взлетали в результате подобных движений, но, как считают ученые, это все же помогло эволюции полета. Авторы статьи также замечают, что результаты их работы подтверждают, что маховые движения у предков птиц появились раньше, чем планирующие.

Далее ученые планируют выяснить, какую подъемную силу могли развивать такие пассивные движения крыльев и не могло ли это, в свою очередь, спровоцировать возникновение полета у динозавров.

Это не первый случай, когда ученые, пытаясь уточнить что-то в движении динозавров, используют в качестве модельного организма птицу «с пристройкой». Так, в 2014 году группа исследователей заставила курицу ходить «по-динозаврьи», оборудовав ее искусственным хвостом.

Эксперимент по воспроизведению походки динозавра в исполнении специально оснащенной курицы Grossi B, Iriarte-Díaz J, Larach O, Canals M, Vásquez RA (2014) Walking Like Dinosaurs: Chickens with Artificial Tails Provide Clues about Non-Avian Theropod Locomotion. PLoS ONE 9(2): e88458. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0088458