Робот-водитель. «Зелёный» водород. Риск CAR-T терапии. Активация ядра галактики. Новости QWERTY №305
Всем привет! Вы смотрите научно-популярный канал «Квер». Меня зовут Владимир. Чтобы сделать автомобиль умным, его совершенно необязательно делать автономным, вроде беспилотников Яндекса или WM One. Ведь можно просто посадить в него робота, например, вот такого японского робота по имени Мусаси.
Тело Мусаси построено по принципу мускульной скелетной конструкции. У него искусственные мышцы вместо традиционных электродвигателей в суставах. Эти мышцы состоят из тросов и шкивов, которые приводятся в движение моторами. Такая конструкция позволяет роботу двигаться более плавно и естественно, как человеку.
Глаза у робота – это две подвижные камеры, что позволяет Мусаси смотреть в зеркала заднего вида, так как это делают люди. А пятипалые кисти с пальцами с переменной жёсткостью и датчиками усилий на ладонях и кончиках пальцев позволяет ему выполнять разные типы хватов: и для баранки, и для рычага трансмиссии. И таким образом точно управлять автомобилем.
В экспериментах Мусаси сел за руль микроэлектромобиля Toyota и прекрасно справился с управлением. Рулевое колесо крутил, нажимал на педали газа и тормоза, реагировал на сигналы светофора и звуковые сигналы других автомобилей, а также распознавал пешеходов. Мусаси использует несколько алгоритмов, которые обеспечивают точное и безопасное вождение.
Например, для небыстрых действий, таких как поворот руля, в плавном повороте используется алгоритм статического управления. Вот так он перебирает руками, а для более динамичных действий используется сетевой алгоритм, обученный на данных, полученных в ходе экспериментов. И пусть пока что робот ездил со скоростью всего 5 км/ч, это только начало.
В будущем его научат самостоятельно садиться в автомобиль, определять его текущую позицию и строить маршруты. Ну а также сделают чуть более похожим на человека, оснастят кожей, вероятно, как-то поправят его анатомию. А вообще весь смысл этого упражнения в том, чтобы делать роботов более универсальными. Ведь у этого робота навыки шофёра — это не единственное, что должно быть в его функционале; он и покупки из магазина должен помочь донести, и домашнюю уборку сделать.
Ну а мы начинаем самые интересные новости науки за предыдущую неделю, рассказываем о тех вещах, до которых стоит дожить, несмотря ни на что. И, как обычно, все ссылки на подробности и источники в описании.
Как вы думаете, умеют ли пиявки прыгать? Оказывается, этот вопрос веками обсуждали зоологи. И хотя это не такая уж насущная научная проблема, но доказать факт прыжков пиявок было не очень-то просто.
До недавнего времени у учёных были лишь анекдотичные свидетельства и не было никаких прямых видеозаписей. Теперь же у нас есть видео прямо с Мадагаскара. На них пиявки, кто набдела Флакс, явно прыгают и просто падают с листа. Их не сдувает ветром, их не стряхивает мимо проходящий человек.
Пиявка присасывается к листу одним концом тела и сгибается назад, и выбрасывает тело вперёд. Это не просто падение, это настоящие прыжки, причём довольно привычные для пиявок: они это делали по несколько раз подряд. Зачем они прыгают? Пока неизвестно. Это может быть способом сбежать от опасности, поймать добычу или просто быть обычным перемещением.
Вообще многие безногие беспозвоночные умеют прыгать: это некоторые личинки мух и клещей, некоторые гусеницы, нематоды так вообще используют электрические поля для своего перемещения. Ну а теперь в споре зоологов однозначно выигрывают те, кто ставил на прыжки пиявок. Ну вот теперь пусть они разбираются, зачем они это делают.
В 2019 году учёные заметили странную далёкую тусклую галактику с таким вот номером. Внезапно она начала набирать яркость. Эта галактика расположена в 340 млн световых лет от нас в созвездии Девы. Масса её центральной чёрной дыры примерно в 2 млн раз превышает массу Солнца.
Так это звёздные вспышки в центрах галактик — явление нередкое: звёзды иногда падают на чёрные дыры, вызывая всплески излучения. Они обычно яркие и длятся десятки дней, но здесь же объект светится гораздо дольше, но тускло, конечно.
Сразу после открытия начались активные наблюдения за этой галактикой. К 2020 году она вышла на пик своей яркости, а к 2024 даже начала испускать рентген. На данный момент она ярко светится уже более полутора тысяч дней. Это как если бы мы стали свидетелями рождения новой звезды, только размером с недро галактики.
Вполне вероятно, что мы наблюдаем очень важное для астрономов событие — начало активного поглощения материи сверхмассивной чёрной дырой, то есть активацию ядра. Вообще период первичного накопления капитала у чёрных дыр — загадочное явление. Считается, что такие события могут длиться от десятков тысяч до миллионов лет.
В это время чёрная дыра активно поглощает окружающую материю, растёт и очень ярко светится. Так как мы живём в довольно поздней Вселенной, то крупные сверхмассивные чёрные дыры в центрах известных нам галактик уже прошли этот этап, и всё, что мы сейчас видим, — это уже как бы активированные центры галактик.
Но средние и малые сверхмассивные чёрные дыры всё ещё могут быть в начале этого пути. Ведь в среднем, массой до сотен тысяч солнечных масс и даже малые сверхмассивные чёрные дыры — до миллионов солнечных масс — нужно активироваться, начать поглощать огромное количество материи, если они собираются вырастать до солидных размеров.
Так как учёные уже исключили разрушение звезды подлетев слишком близко к чёрной дыре как источник свечения и ряд других гипотез, то остаётся вариант, о котором мечтали многие астрономы: активация галактического ядра в малой галактике. Это явление даст много данных для изучения эволюции сверхмассивных чёрных дыр.
А теперь представьте, что и в нашей Галактике может произойти что-то подобное с массивной чёрной дырой в центре Млечного Пути. Это было бы феерично!
В мире онкологии есть технология, позволяющая излечивать тех пациентов, которым не помогли традиционные методы химиотерапии и лучевой терапии. Речь о C-лимфоцитах, то есть лимфоцитах с химерным антигенным рецептором. Эта технология уже помогла значительному количеству людей, хотя работает она только в половине случаев.
Отмечу, что в половине казалось бы безнадёжных случаев C-терапия нацелена на то, чтобы превратить наши собственные Т-клетки в охотников. Она позволяет вырастить на поверхности Т-клеток специальные рецепторы, которые нацелены на уничтожение раковых клеток. Однако на сегодняшний день одобрены всего шесть препаратов CRT, и все они применяются только для лечения Б-клеточных опухолей таких, как ЛЛК (лимфопролиферативное заболевание) и лимфомы.
Однако с успехом приходит и беспокойство. А каковы долгосрочные риски такой инновации? В 2023 году в Штатах озаботились выявлением случаев рака после применения C-терапии конкретного вида Т-клеточной лимфомы, которая могла бы развиваться из-за трансгенных лимфоцитов.
Поэтому учёные из Стэнфорда, медики Стэнфорда, провели исследование всех случаев применения CRT-терапии в их центре с 2016 по 2024 годы, и это было 724 пациента. Результаты показали, что за 15 месяцев наблюдения у 25 пациентов развились новые опухоли. Только одна из них оказалась Т-клеточной лимфомой.
Однако этот случай произошёл у 59-летней пациентки, которая уже имела ослабленную иммунную систему из-за других заболеваний и проведённой терапии. Глубокий анализ показал, что причиной возникновения Т-клеточной лимфомы стали мутации в стволовых клетках пациента и активация вируса Эпштейна-Барр. Эти мутации возникли независимо от терапии.
И тогда учёные пришли к выводу, что большинство опухолей не связаны непосредственно с CRT-терапией. Тем не менее, небольшой риск всё же существует, и он требует дальнейшего изучения и контроля. Но даже так CRT-лимфоциты предоставляют реальную надежду для тех пациентов, которым не помогли традиционные методы лечения.
Водород — это перспективное топливо будущего, потому что при его использовании не выделяется углекислый газ. Поэтому его можно было бы назвать зелёным. Однако в настоящее время большая часть водорода получается из метана, что сопровождается значительными выбросами углекислого газа, и уже ни о какой зелени здесь говорить не приходится. И нужно искать альтернативы.
Одной из альтернатив могут стать водородные электролизёры, работающие на возобновляемых источниках энергии. Но тут возникает проблема: для электролиза воды в промышленных масштабах нужны катализаторы, которые обычно делают из редких и дорогих элементов, таких как иридий и платина.
Иридий прекрасно подходит для анодов в таких электролизёрах — это один из самых редких элементов на Земле. Но недавно группа учёных предложила оригинальное решение: они разработали новый катализатор для электролиза воды, который не требует иридия. Ключевой инновацией стал процесс ламинации, при котором части катализатора заменяются водой и гидроксид-ионными группами.
Это делает его стабильным и активным в агрессивных кислых средах. Исследователи использовали распространённый оксид кобальта-вольфрама в качестве основного материала. В результате ламинации оксид вольфрама заменялся водой и гидроксид-ионными группами. Это приводило к образованию стабильного и активного катализатора, который не разрушался в агрессивных условиях, где обычно применяется иридий.
Новый материал просветили разными способами, от романовской спектроскопии до рентгена. Они обнаружили, что вода, как бы запертая в катализаторе, делает его термодинамически устойчивым и активным, и без использования иридия. Испытания нового катализатора в реальных водородных электролизёрах тоже показали впечатляющие результаты: он смог добиться токовой плотности в один ампер на сантиметр квадратный и работал стабильно более 600 часов.
Это лучшие показатели для анодов без иридия на сегодняшний день. Так что этот прорыв — это практически прямой путь к доступному решению по производству зелёного водорода, а в перспективе — и к нормальному климату.
Лучшая новость предыдущего выпуска вы признали новость про то, что учёные нашли способ предсказывать деменцию при помощи обычного МРТ задолго до появления её симптомов. На основании данных более тысячи добровольцев учёные определили, что анализ состояния сети пассивного режима мозга, объединяющий несколько его отделов и активной даже в состоянии покоя, предсказывал деменцию за 9 лет до диагноза с точностью более 80%.
По данным Всемирной организации здравоохранения, число людей, страдающих деменцией, составляет более 50 миллионов по всему миру, и это число растёт. Внедрение новых методов диагностики, вроде анализа дефолтной сети мозга, может существенно уменьшить эту цифру, предоставляя возможность для более раннего и эффективного вмешательства. Идеально было бы совмещать новый метод с существующими биомаркерами, генетическими тестами и подобными историями.
Ну что ж, а на этом на сегодня всё. Большое спасибо вам за просмотр! Напишите в комментариях о вашем опыте встречи с прыгающими пиявками или другими странными существами. Ну а проголосовать за самые интересные новости выпуска можно, как обычно, в нашем Телеграм-канале. И до скорых встреч! Пока!