Математика "Игры престолов" и кровавые роботы. Главные новости на QWERTY
Приветствую вас на канале Крти. Меня зовут Владимир, и сегодня я расскажу вам о самых интересных новостях науки за последнюю неделю.
Итак, выяснилось, что сеть отношений между персонажами сериала "Игра престолов" предсказывает гибель ключевых персонажей в последующие сезоны. При исследовании минерального состава Луны поверхности обнаружили глубинные вулканические породы, содержащие немало воды. Исследователи из Политехнического Университета разработали микроройон ДНК. Тихоходы показали, что эти удивительные беспозвоночные, выживающие в самых экстремальных условиях, являются родственниками круглых червей.
Гарвардские химики создали клей, который позволяет склеивать практически любые ткани организма человека, в том числе ткани сердца. Один из студентов Центрально Европейского университета в Будапеште использовал компьютерное моделирование для того, чтобы заглянуть в тайные замыслы сценаристов сериала "Игра престолов" студии HBO и пометить меткой смерти ещё живых персонажей.
При помощи построения графа, то есть математической схемы, состоящей из набора вершин и рёбер, была выстроена структура отношений между всеми персонажами фэнтезийной драмы. Исходные данные были получены из субтитров, то есть из диалогов сериала. Размеры вершин определялись по количеству связей, а длинные рёбра - по количеству общих диалогов. Итоговый граф включает более 400 вершин и более 3000 рёбер. Вершины окрашены в соответствии с принадлежностью к великим домам, например, Старки синие.
По словам студента-математика, на схеме раскрываются некоторые незаметные на первый взгляд нюансы внутреннего устройства мира "Игры престолов". Например, важна роль Тириона в качестве связующего звена между домами Вестероса и находящейся за морем Денерис Таргариен. Система анализирует несколько параметров графа, например, число рёбер, сумму их весов, кластеризацию или их центральность.
Конечно, анализ проводится на основе машинного обучения. Алгоритм исследовал историю шеде одного основного персонажа "Игры престолов", который погибли в предыдущих сезонах, и оказалось, что модель ошиблась сказанием гибели лишь в восьми случаях, выдав правильный результат в 72%. Так и вижу, что весь университет Будапешта делает ставки на гибель Дени Таргариен или Подрика, ведь на основе этой системы построен рейтинг ещё живых персонажей, которые вполне возможно погибнут в последующих сезонах. Дени Таргариен обречена с вероятностью 95%, а Серый Чер с вероятностью 90%. Зато похоже, можно совсем не бояться Зайца. Полный список вы найдете по ссылке в описании.
В исследовании, опубликованном в журнале Nature Geoscience, говорится о том, что в недрах Луны есть вода. Ральф Милликен и Шо Аили полагают, что она была вынесена из недр Луны на поверхность ещё в те времена, когда Луна сохраняла вулканическую активность. Луна никогда не расценивалась в качестве оазиса, но уже миссии "Аполлон 15" и "Аполлон 17" привезли образцы вулканических пород, в которых содержалась вода. Правда, данные, полученные на небольшом участке вокруг высадки астронавтов, нельзя было экстраполировать на весь спутник. В конце концов, исследование лишь одной пустыни Сахары не может дать представление о всей Земле.
Для исключения фактора случайности учёные в поисках заключённого вулканического стекла пюро латис воды воспользовались свежайшими данными о лунном реголите. Были составлены детальные температурные карты поверхности спутника, заново исследованы образцы миссии "Аполлон", проанализированы данные индийского лунного зонда "Чандран-1". Милликен заявил, что они смогли изучить обширные пирокластические отложения на Луне, там, откуда ни "Аполлон", ни миссия "Луна" ничего не привозили. Судя по тому, что почти у всех них обнаруживаются признаки наличия воды, образцы "Аполлона" не представляют собой исключения, и недра Луны полны воды.
Но что же нам даёт это знание? Во-первых, нам придётся пересмотреть историю возникновения Луны, считая, что она возникла из обломков Земли после столкновения с чем-то очень крупным. Однако во время такой катастрофы вода и летучие соединения неминуемо должны были улетучиться. А во-вторых, когда Илон Маск всё-таки снарядит колонистов на Луну, нужно будет не придумывать, каким образом переправить на Луну тысячи тонн воды, а всего лишь научиться добывать её из недр спутника.
Нанотехнологии приближают будущее. В журнале описываются микророботы китайскими учеными, которые успешно перемещаются по транспортным системам человека. Они могут плавать в крови и других жидкостях. Роботы выглядят как колобок с руками. Центральный сегмент выполнен из золота, руки-ласты выполнены из никеля, а шарниры, которые присоединяют эти руки к центральному сегменту, выполнены из серебра. Управление осуществляется за счёт внешнего магнитного поля, а скорость передвижения впечатляет и составляет до 12 корпусов робота за секунду.
То есть при размере в 5 мкм робот при помощи своих рук-вёсел может покрыть за секунду почти 60 микрометров, но это в воде. В сыворотке крови скорость падает в несколько раз, но даже при таких показателях перспективы очевидны. Учёные давно мечтают использовать лекарство не как ковровые бомбардировки по площади, а адресно. И уже сейчас используются ряд технических ухищрений для того, чтобы доставлять лекарства к конкретным органам, в том числе даже модифицированные живые клетки, например, сперматозоиды. Основная задача микроробота будет испытывать технологию не только в кровотоке, но и в других органах.
Тема нанотехнологий в этом выпуске ещё не закрыта. 23 июня индийская ракета вывела на орбиту два спутника: латвийский "Вента" и итальянский "Макс Валлер", в которых находились нано-спутники "Sprite", один в первом и ещё пять во втором. Это небольшая печатная плата размером 3,5 см в наибольшем измерении и весом в 4 г. На этой крошке разработчики разместили процессор, блок питания, солнечные батареи, магнитометр, гироскоп и систему радиосвязи с Землёй, то есть антенны, по замыслу участников проекта "Breakthrough Starshot".
После установления связи с двумя нано-спутниками, ещё четыре из них будут выведены на орбиту спутника "Max Valer". Но пока что связь есть только с одним из "Sprite", тем, которые на латвийском "Venta". На "Max Valer", предположительно, случились сбои в системе связи, поэтому сейчас нельзя выпустить оставшиеся пять спутников в космос. Но даже один единственный "Sprite" внушает надежды и отправляет на изучение магнитосферы и атмосферы Земли, на изучение дальних планет и даже к другим звёздным системам.
Проект "Breakthrough Starshot" считает, что целое облако таких нано-спутников можно отправить к системе Альфа Центавра. На аппараты будут установлены солнечные паруса, которые будут подсвечиваться лазерами, что позволит разогнать спутники до 20% от световой скорости. Такими темпами на перелёт уйдёт порядка 20 лет, и мы ещё при жизни сможем увидеть другую звёздную систему.
Команда учёных из Японии и Великобритании изучала работу некоторых генов у двух видов тихоходов: наиболее защищённого от внешних воздействий "Розу вариор натус" и "Хисиду дужа дини". Среди прочих это гены, отвечающие за производство стеклянных белков, белков, защищающих клетки от окислительного стресса, а также гены систем репарации ДНК, в том числе и после радиационного воздействия. Статья с исследованием была опубликована на PLOS Biology.
Славу тихоходкам обеспечили их уникальные способности к выживанию. Так, они могут полтора года находиться в жидком кислороде при температуре -199 °C. Они могут выдержать нагрев до 150 °C. Они могут обходиться без пищи десятилетиями и без вреда для себя посещать как космос, так и самые глубинные слои океана. Они могут выдержать полное обезвоживание.
Недавно стало ясно, что их устойчивость к обезвоживанию обеспечивается особыми стеклянными белками, которые заключают тихохода в особый скафандр при засухе и тают, когда вода наконец появляется. Основное отличие у исследуемых видов заключается в процессах и сроках создания определённых белков, защищающих клетки от окислительного стресса. В остальном их последовательности ДНК практически идентичны. Из-за видовой близости тихоходы к членистоногим авторы сравнили их геномы с ДНК пауков, насекомых и червей.
Особое внимание было направлено на Hox-гены, то есть гены, ответственные за формирование плана строения тела существа. Они контролируют раннее развитие организма. Судя по количеству Hox-генов, тихоходки оказались ближе к нематодам.
В статье, опубликованной в журнале Science, описываются результаты работы учёных из многих университетов мира по созданию нового биологического адгезива, в основе которого лежит слизь слизней. Это двухкомпонентный клей, состоящий из адгезивного слоя и рассеивающей матрицы. Хирурги всегда искали способы остановки кровотечения и ликвидации ран, которые не имеют недостатков и не требуют больших затрат времени. Поиски веществ, подобных клею ракушек, которыми они крепятся к скалам, привели к сухопутному слизню "Арио subfuscus" из Западной и Центральной Европы.
Он выделяет особую клейкую субстанцию, которая не растворяется в воде и хорошо прилипает к поверхности. Она нужна для скольжения, она выполняет защитные функции, и она нужна слизням для того, чтобы прикрепить оплодотворённые яйца к поверхности. Как сообщает портал n+1, механизм действия клея следующий: адгезивный слой в составе клея позволяет крепиться к поверхностям за счёт электростатических взаимодействий и формирования ковалентных связей. Внутри него находятся положительно заряженные полимеры с первичными аминами.
Матрица, также содержащая полимерные структуры, усиливает рассеяние энергии за счёт гистерезиса под действием физической нагрузки. Адгезив смачивает поверхности, взаимодействуя с отрицательными зарядами тканей и клеток, и формирует ковалентные связи, оставаясь тем не менее пластичным. А матрица позволяет сохранить адгезивные характеристики в условиях механического движения органов. В качестве кандидата для полимера с аминами был выбран хитозан, в качестве полимера для распараллеливания был выбран альгинат, полиакриламид, и для начала тесты проводились на свиной коже.
В дальнейшем исследования велись также на свиных почках, артериях, хрящах и сердце, и результаты адгезии и устойчивости к механическим нагрузкам были высокими. Например, пластырь-заплатку можно было растягивать в 14 раз, не повреждая её. Кульминацией исследования стало заклеивание отверстия в работающем свином сердце in vivo, при котором не было нарушена биосовместимость и почти не было воспалительных процессов. У контрольных дырявых сердец, заклеенных другими видами клеев или не заклеенных ничем, наблюдались гораздо большие потери крови.
На бис учёные протестировали клей на разрезанной крысиной печени. На этом сегодня всё. Оставляйте своё мнение в комментариях. Ставьте лайк этому видео, делитесь им со своими друзьями и обязательно подписывайтесь на Крти. До скорых встреч! [музыка] Пока!