Всероссийская робототехническая олимпиада, космокислота и неделящиеся клетки. Главное на QWERTY №89
[музыка] Всем привет! Вы смотрите научно-популярный канал Qwerty, а меня зовут Владимир. Мы представляем вам выпуск самых интересных новостей науки прошедшей неделе. В этом ролике: новые самые старые клетки в нашем организме, необычные свойства кислоты в космосе, грядущая всероссийская робототехнической олимпиады и многое другое. Все подробности будут по ссылкам в описании.
Лучшей новостью прошлого выпуска оказалась новость про 6 пальцев у людей. Более половины проголосовавших отдали свой голос именно за неё. А уж сколько было комментариев: "Я хочу 6 палую руку", "и девушке своей". К слову, достаточно сложно назвать мутации в человеческом организме, изменяющие экстерьер, так сказать, или добавляющие дополнительные элементы, которые были бы также полезны, как качественная полидактилия. А сможете ли вы назвать такие примеры мутации в комментариях? Речь не о мутациях, которые делают людей устойчивыми к ВИЧ или малярии, или приводящих к уплотнению костной ткани настолько, что исключают переломы. Это всё внутри организма, на самом деле.
Итак, а зачем вообще изучать 6 пальцев у людей? Мы живем рядом с ними, бок о бок, как минимум, уже тысячу лет. Одна из целей была выяснить, а сможет ли человеческий мозг приспособиться к управлению дополнительными конечностями. То есть не просто управлять, а не потерять при этом контроль над другими привычными органами, не допустив моторных дисфункций. В конце концов, движение рук и пальцев — одно из самых сложных человеческом арсенале и требует значительных ресурсов сенсорных и моторных зон коры головного мозга.
А ведь накладные роботизированные руки уже существуют, причем и подключаться к мозгу они могут через нейроинтерфейс. И если исследования физиологических последствий утери конечностей имеются в абсолютном достатке, то обратных исследований — нет. И это при том, что полидактилия встречается у целых 0.2% населения. Так что правда, не у всех из них пальцы сохраняются до того момента, как можно такие исследования проводить. Учёные пришли к выводу, что искусственные шестые пальцы вполне могут прижиться, в прямом и переносном смысле, на обычных 5 пальцах рук. А биомеханика и функциональность активных рук может стать основой для дальнейшей разработки роботизированных технологий. Будь она в индустрии или в образовании — это очень существенный и серьезный тренд.
Ну а мы приближаемся к одному из главных робо-событий года — заключительному этапу всероссийской робототехнической олимпиады в РИО. Проводит университет Иннополис в городе Иннополис, рядом с Казанью. Мне, как к сотруднику университета, повезло иметь к ней самое непосредственное отношение: я руководитель олимпиадного центра университета. И говорят, что чистосердечное признание смягчает вину, так вот: имя Владимир Митин, которое вы постоянно видели на плашках в начале выпусках новостей — это мой творческий псевдоним, а на самом деле я — Владимир Сметанин.
Университет Иннополис — это уникальный вуз для специалистов в области робототехники, которых сейчас так не хватает в стране. Собственные лаборатории и упорные исследования и разработки, Центр робототехники и мехатроники, работающий в рамках национальной технологической инициативы, стажировки в крупных ИТ-компаниях, близость к индустрии и кампус, которому позавидует Европа. А ещё богатый опыт проведения ИТ-олимпиад — например, университет проводит уже с 2014 года.
В этом году финал олимпиады пройдет с 21 по 23 июня, уже начиная с этой пятницы, и это будет феерия на соревновательных площадках. Яблоку будет негде упасть, ведь в 10 категориях будут бороться за победу почти 600 участников. И это не считая сотен тренеров, судей и организаторов. Автономные роботы и полноценные интеллектуальные робототехнические установки заполнят все доступное пространство. Хоть олимпиада проводится в основном для школьников, но уровень работ и роботов детским не назовешь.
Посудите сами: эти аппараты не работают на дистанционном управлении, они запрограммированы изучать окружающую среду, реагировать на неё и выполнять задания. Сложно собрать робота, но закончить его на работу в неопределенности и даже применить алгоритмы компьютерного зрения — вот настоящий вызов! Ребята работают с подводными беспилотниками, беспилотными автомобилями и коптерами. Роботизированные манипуляторы, коптеры, авто и подводные аппараты, например, должны проходить полосу препятствий в воздухе, в воде и на земле, ориентируясь по визуальным меткам.
В основных категориях ребята собирают роботов из наборов, а затем на специальных полигонах они автономно выполняют хитрые задания по перемещению элементов, ориентированию на местности или даже строительству. Отдельным гвоздем программы можно назвать футбол роботов, который проходит по классике с групповым этапом и плей-офф. Ох, как там жарко! А в творческих категориях иногда можно увидеть целые миниатюрные автоматизированные заводы, призванные понять, как решить задачи, стоящие перед реальной индустрией, будь то робототехника или сельское хозяйство.
Тема нынешней олимпиады, кстати, — "умные города". Если знания и умения, полученные в школьном возрасте, в таких проектах будут развиваться и далее в вузах, то эти школьники, вот эти ребята с горящими глазами и умелыми руками — это те самые люди, которые смогут изменить облик индустрии, добиться мирового признания и даже совершить прорыв в робототехнике. Но пока что их задача на ближайшие выходные — победить, а лучшие из лучших отправятся в ноябре в Венгрию на мировой финал World Robot Olympiad, всемирной олимпиаде роботов.
В 2017 году в Коста-Рике команда России выиграла общий командный зачет, взяв целых пять золотых медалей из восьми, плюс одно серебро и две бронзы. А ведь ежегодно на международных финалах соревнуются более 60 стран и почти три тысячи участников. В 2018 соперники сделали выводы, крепко подготовились, и у России оказалось только два золота и одна бронза, нас обошли Малайзия и Китайский Тайбэй — ну то есть, Китай. А в нашей сборной медали получили команды, реализовавшие проекты по системе распознавания сборов и продажи ягод и фруктов в старшей группе, по сети умных складов в средней группе и по роботизированной машине по выращиванию овощей в младшей.
Так что ждет финал 2019 года? Мы считаем, что и эта, и подобные олимпиады и конкурсы делают процесс образования интересным и увлекательным. Всё просто: нужно найти крутую тему, научно-технологическую фишку и показать, как она работает или как её сделать самому, не забывая приправить процесс юмором и эмоциями. Вы сами того не замечая, получили багаж полезных знаний — всё, как мы любим и умеем.
Ну а если у вас есть желание посмотреть на робо-феерию или поучаствовать в деловой программе олимпиады, посвященной будущему образовательной робототехники, то всю информацию можно получить по ссылкам в описании. Попробовать свои силы в олимпиаде теперь можно будет на следующий год, и начинать придется с региональных отборочных этапов в мае и июне 2020. А вот серьезно готовиться к ним можно уже с этого лета, потому что робот сам себя сконструирует и даже не запрограммирует.
Какие клетки в вашем организме самые старые? Наверное, это те, которые были выданы вам при рождении и не обладают способностью к делению. Обычно считают, что это нервные клетки — что правда только до определенного момента. И клетки сердца не обладают способностью делиться, ещё эритроциты и мужские половые клетки. Но речь не о них, потому что они долго не живут. Этот список, оказывается, вполне можно расширить благодаря новому исследованию.
В нём учёные продемонстрировали, что некоторые внутренние органы не обновляются полностью, а содержат как молодые клетки, так и просто древние, чей возраст сопоставим с возрастом всего организма. Это явление называется "возрастной мозаицизм", по аналогии с генетическим мозаицизмом, когда в одном организме уживаются генетически различные клетки. Так вот, эти органы — печень и поджелудочная железа — помогли в эксперименте, как всегда.
Грызунов, мышей, обрекали на помощь науки задолго до их рождения, когда их родителей накачивали исключительно пищей с изотопом азота (азотом-15). После рождения таких родителей детки во всех своих аминокислотах и соответственно в белках несли исключительно азот-15. Потом они ели обычную пищу с азотом-14, и он понемногу заменял азот-15 везде, кроме тех клеток, которые не обновлялись. Их можно было потом отследить с помощью масс-спектрометрии и криогенной электронной микроскопии и нашли слой, образующий внутреннюю поверхность сосудов в эндотелии — в печени это гепатоциты, а ещё в островках Лангерганса в поджелудочной железе, а именно бета-клетки.
Везде в этих областях старые клетки соседствовали с молодыми, возрастным мозаицизмом, кроме дельта-клеток поджелудочной железы, которые, оказывается, все поголовно были старыми. Да ещё и гепатоциты печени были практически все одного возраста с нейронами. Что говорит нам, простым обывателям, об одном: более всего нужно беречь две вещи — нервы и печень.
Давненько у нас не было химии! Кислоты — одно из самых прекрасных веществ, способных растворять кости, металл и камни, практически всё, что угодно. И это происходит из-за того, что кислоты успешно растворяются в воде. Полученный электролит распадается на ионы, или, другими словами, диссоциирует. Так, соляная кислота HCl диссоциирует на хлорид-ион и протон. Протон образует с водой ион гидроксония, и вот эта штука как раз-таки отвечает за кислотность полученного раствора.
Однако это происходит на Земле, а что же в космосе? Ученые решили это проверить и поставили эксперимент при криогенных температурах, то есть ниже -263 градусов по Цельсию. Использовали для этого жидкий гелий и инфракрасную спектроскопию. Его нанокапли проходили сквозь взвесь водяных молекул и соляной кислоты, собирая молекулы по одной и вместе формируя маленькие капельки. Оказалось, что в космосе кислота ведёт себя так, как ей заблагорассудится, почти.
Она может диссоциировать, а может и не диссоциировать. Зависит это от того, в каком порядке встречаются молекулы кислоты и воды. Если в жидком гелии сначала появлялась кислота, а потом уже к ней прибавлялись молекулы воды, и хватало всего 4, то всё происходило так же, как и на Земле: терялся протон, появлялся гидроксоний и хлорид-ион. Однако в обратном случае кислота не диссоциировала. Появляясь, 1 вода в криогенных условиях образовывала ледяной класс, так и молекулы воды в такой форме не взаимодействовали с кислотой, не происходило перехода протона из кислоты в воду.
Почему это важно? Потому что у нас есть стратосфера, потому что в Солнечной системе множество мест с водяным и льдом. И теперь у нас есть понимание условий и степени ионизации кислот на ледяных поверхностях.
Ну что ж, а на этом сегодня всё! Большое спасибо вам за просмотр. Оставляйте своё мнение в комментариях, ставьте лайк этому видео и делитесь им со своими друзьями. Проголосовать за самую интересную новость можно в подсказках к видео. Не забудьте подписаться на Qwerty здесь, на Ютубе, в Инстаграме и Телеграме. И щелкните, пожалуйста, колокольчик! До скорых встреч! Пока! [музыка] А вот [музыка]