Пятница будущего: о новых успехах ИИ и Starlink, о новой ОС от Google и о том, как воду превратили в философский камень

Приветствую! Средневековые алхимики, похоже, искали «философский камень» совсем не там, где надо было, хотя насчет ртути они не так уж и ошибались. Во всяком случае, современным ученым удалось найти тот материал, который можно превратить в «золотистый металл». Не золото, конечно, но успех налицо. Об этом и о других достижениях науки и техники — в очередной «Пятнице будущего».

Table of Contents

• Новая ОС от Google для защиты информации
• Китайцам в США запрещают работать над микроэлектроникой
• Спутниковый интернет Starlink пропишется на самолетах
• Intel представила обновление разъема Thunderbolt
• Найден способ безопасной транспортировки водорода
• Экологически чистая резина из целлюлозы
• Искусственный интеллект улучшит зрение роботов
• Нейросеть вместо фотошопа
• Человеческий мозг — тоже отчасти квантовый компьютер
• Философский камень оказался водой

Новая ОС от Google для защиты информации

Компания Google обладает странноватой логикой, по которой одни разработки представляются с максимальным пафосом и шумом вокруг них, хотя, по большому счету, в них нет ничего выдающегося, тогда как некоторые действительно крупные проекты анонсируются по минимуму, например, просто в виде записи в блоге. Именно такая история приключилась с новой операционной системой от Google. Да, компания решила, что имеющихся недостаточно и надо бы добавить еще одну. Назвали ее KataOS, а назначением ее сделали защиту данных на устройстве. В общем, за 2022 год Google выкатывает уже вторую новую ОС (первой была Chrome OS Flex), но снова делает это практически кулуарно. В основе KataOS микроядро seL4 и платформа Antmicro. Операционная система полностью открыта, ее исходный код лежит в официальном репозитории, откуда его может взять буквально любой желающий. Предназначена она для умных устройств и должна защищать их данные от утечки, а также от проникновения вредоносного ПО на устройства умного дома. Отмечается, что все желающие могут создавать свои приложения под данную ОС, но перспективы проекта, видимо, не вызывают энтузиазма у руководства Google, потому и анонсировали новинку весьма кулуарно.

Китайцам в США запрещают работать над микроэлектроникой

Пссс… Не хотите ли немножечко расизма? Нет, с черепомеркой никто бегать не будет. Ни нашивания звезд на одежду, ни даже каких-то новых обидных прозвищ, все очень буднично. В США для китайцев стали ограничивать возможность работать над программами по созданию микроэлектроники. Именно таким образом стал трактоваться закон, который запрещает американским компаниям и лицам, связанным с США, работать в интересах китайских полупроводниковых производителей. Пораженными в правах оказались китайцы, которые получили паспорта США и грин-карты. Неточность формулировок привела к тому, что они подпадают под категорию лиц, связанных с США, а потому в полупроводниковой отрасли работать они не могут, если только контракт не одобрен правительством США. Любопытно, что среди топ-менеджмента китайских полупроводниковых компаний оказалось очень много лиц с американскими паспортами, так что урон, причиненный санкционным давлением, будет существенным, чего американское правительство и добивается, желая остановить разработки ИИ в КНР.

Спутниковый интернет Starlink пропишется на самолетах

Тем временем спутниковый интернет Starlink может изменить наши представления об авиаперелетах. Если сейчас вы плавно переходите от «выключите все электронные приборы» к «можете их включить, но интернета на борту у вас не будет», то начиная с 2023 года Илон Маск готов его вам предоставить. Проект называется StarlinkAviation, заявленная скорость передачи информации — до 350 Мбит/с, чего достаточно для любых потребностей среднестатистического пользователя. Нельзя не отметить, что ряд авиакомпаний предлагают услуги интернет-соединения на борту во время перелета, но они осуществляются по схеме — «земля-воздух», когда подключение происходит к наземным точкам. В этом случае скорость ограничена 10 Мбит/с, что весьма скромно, хотя и дорого. Более редкими являются предложения по спутниковому подключению, но и там скорость ниже обещанной Илоном Маском — от 30 до 100 Мбит/с. Этого уже достаточно для уверенного использования интернета, но Starlink Aviation обещает брать еще и ценой. Заявлены следующие расценки. Комплект оборудования для самолета, состоящий из терминала связи и двух точек доступа на борту, обойдется в 150 тысяч долларов, а абонентская плата составит от 12,5 до 25 тысяч долларов в месяц. Если у вас есть свой самолет, то вы уже можете забронировать комплект за 5 тысяч долларов. Поставки обещают начать в следующем году.

Intel представила обновление разъема Thunderbolt

Компания Intel представила очередное обновление своего интерфейса Thunderbolt. Новая версия пока носит наименование Next Gen Thunderbolt, но можно быть уверенным, что когда в следующем году она начнет фактически поставляться на рынок, то это будет Thunderbolt 5. Почему такое, казалось бы, заурядное событие я решил отметить, поместив в подборку новостей науки и техники? Потому что похоже, что мы видим закат Thunderbolt. Если все предыдущие версии существовали по той причине, что стандарт USB не удовлетворял по пропускной способности, то новое поколение Thunderbolt разработано на основе спецификаций USB4 v2.0 и, соответственно, по скорости не превзойдет USB. Да, на презентации Intel постаралась изобразить, что Thunderbolt быстрее, но если посмотреть внимательно, то это не так. Intel посчитала, что USB4 имеет базовую скорость передачи данных до 400 Гбит/с в версии v1.0 и до 80 Гбит/с в версии v2.0. А 120 Гбит/с — это опция, которая доступна только при передаче видеосигнала. Для Next Gen Thunderbolt заявлены базовая скорость 80 Гбит/с и «Динамическая опция» до 120 Гбит/с. По факту последнее является той же опцией, что и в обычном USB4 v2.0, поскольку 50% прирост скорости передачи сигнала достигается тем же способом — режется обратный канал. На этом фоне сообщения об обратной совместимости не только с Thunderbolt 4, но также и со всеми предыдущими версиями USB и Display Port, а также пассивными кабелями длиной до 1 метра, вряд ли будут греть чью-то душу, ведь Thunderbolt не выбирали из соображений экономии.

Найден способ безопасной транспортировки водорода

Одна из причин, по которой наш транспорт все еще использует вредное и имеющее свойство заканчиваться ископаемое горючее, а не экологичный водород, запасы которого почти бесконечны, — это то, что водородное топливо обладает очень низкой плотностью, а заодно чрезвычайно высокой горючестью, которая плавно переходит во взрывоопасность при повседневной эксплуатации. Очередную попытку решить эту проблему предложили ученые из Института катализа Лейбница. Для хранения и транспортировки водорода предлагается использовать бикарбонатные и карбонатные соли, а для восстановления из солей в качестве катализатора можно применять марганец, что гораздо выгоднее экономически, чем существующие схемы, в которых катализатором выступает платина. После пяти циклов хранения-выделения в системе был получен водород с высоким выходом (80%) и чистотой (99%). Ученые также показали, что карбонатные соли и глутаминовая кислота могут быть частью многоразовой системы хранения и выделения с выходом водорода до 94%. Использовать полученный метод предлагается в крупных хранилищах, но потенциально он годится и для транспорта на водородном топливе.

Экологически чистая резина из целлюлозы

А вот ученые из компании Empa в сотрудничестве с Daetwyler предложили разработку, которая напрямую способна повлиять на повышение экологичности транспорта. Об этом не так часто говорят, но выхлопные газы современных автомобилей содержат гораздо меньше вредных веществ, чем продукты износа шин. Соответственно, никакой переход на электромобили не сможет исправить ситуацию с выбросами, поскольку они используют точно такую же резину, что и машины с ДВС. Но если заменить каучук целлюлозой, то ситуация изменится. Однако на этом пути есть проблема: микрофибриллированная целлюлоза (МФЦ) обладающая высокой жесткостью, подходящей морфологией волокон, низкой плотностью и механическими свойствами, плохо смешивается с каучуками, обладающими водоотталкивающими свойствами. Решение от компании Empa предполагает замену нефтехимических арамидных волокон модифицированными МФЦ, которые показали хорошую совместимость с армирующей резиновой матрицей. Результаты оказались даже лучше, чем с обычными арамидными волокнами на основе нефти. На данный момент разработка идет в интересах производства диафрагм насосов, но сам путь позволяет создавать менее вредные резиновые смеси всех типов.

Искусственный интеллект улучшит зрение роботов

Ученые из Научно-исследовательского Института искусственного интеллекта AIRI на конференции ISMAR 2022 в Сингапуре представили модель искусственного интеллекта для построения карт глубины. Эта технология позволит улучшить «зрение» роботов без использования дорогостоящих датчиков, позволяющих машине оценивать пространство в трехмерном виде, а не в виде плоскостной картинки. Как правило, для построения роботом карты глубины используется лидар, который, несмотря на популярность, имеет два недостатка — это довольно ограниченный радиус действия и высокая стоимость сенсоров (особенно если вы эту дальность хотите повысить). Альтернативный вариант предполагает использование классической RGB-матрицы, но чем более качественное зрение потребуется роботу, тем более дорогой будет эта матрица. Разработчики из AIRI предложили модели ИИ, которые используют глобальную пространственную информацию для создания максимально точных карт. Предложенная модель сочетает в себе преимущества трансформеров и сверхточных нейронных сетей. Авторы отмечают, что модель настраивается с помощью самообучения и не нуждается в данных от датчиков глубины.

Нейросеть вместо фотошопа

Очередное применение нашли искусственному интеллекту, обученному «рисовать» картинки. Разработчики графического редактора Runway внедрили в свою программу инструмент Erase and Replace, который является не чем иным, как очередным воплощением нейросети Stable Diffusion. Предназначен инструмент для замены фрагментов одного изображения другим. Отличие от давно имеющихся в любом фоторедакторе инструментов заключается в том, что новое изображение, которым замещается часть старого, не берется из какого-то другого снимка, а генерируется искусственным интеллектом. Для замены требуется выделить желаемый фрагмент, а в соответствующем поле в текстовом виде указать,что требуется добавить. Отмечается, что на данный момент инструмент справляется с заменой естественных объектов, генерировать фантастические вещи он не умеет.

Человеческий мозг — тоже отчасти квантовый компьютер

В то время как одни ученые пытаются разобраться с тем, как использовать достижения науки в вычислительной технике, другие продолжают изучать, как работает «вычислительный аппарат» в нашей голове. И вот ученые из Тринити-колледжа в Дублине полагают, что мозг может использовать квантовые вычисления, то есть каждый из нас немного квантовый компьютер. Для непротиворечивого объединения теории относительности и квантовой физики гравитационное взаимодействие описывается квантовой механикой, где один из постулатов гласит, что неизвестная система, которая играет роль посредника между двумя известными квантовыми системами, тоже является квантовой. Если эта теория верна, то человеческий мозг должен обладать возможностью квантовых вычислений. В Тринити-колледже ученые провели эксперименты с целью подтвердить или опровергнуть такое предположение. Для этого был поставлен опыт по запутыванию спинов протонов в «мозговой жидкости». «Если запутывание является единственным возможным объяснением, то это означает, что мозговые процессы должны были взаимодействовать с ядерными спинами, опосредуя запутывание между ними. В результате мы можем сделать вывод, что эти функции мозга должны быть квантовыми», — заявил д-р Кристиан Керскенс, руководитель эксперимента. Для своих экспериментов ученые использовали спины протонов «мозговой жидкости» в качестве известной системы, а спины протонов можно измерить с помощью МРТ. В результате с помощью МРТ были обнаружены сигналы МРТ, напоминающие сигналы сердцебиения. Учитывая, что электрофизиологические потенциалы, вызванные сердцебиением, обычно не обнаруживаются с помощью МРТ, ученые предположили, что они смогли наблюдать их, поскольку спины ядерных протонов в мозгу были запутаны. Отмечается, что эти функции мозга также коррелируют с работой кратковременной памяти и сознанием, и исследователи предполагают, что квантовые процессы являются частью когнитивных и сознательных функций головного мозга.

Философский камень оказался водой

На протяжении многих веков алхимики искали способ, который бы позволил им получить золото из какого-нибудь другого материала. Однако к XXI веку наши представления о физике и химии ушли далеко от этих наивных предположений, хотя и стоят на них. И некоторым до сих пор интересно, можно ли получить одно вещество из другого. Теперь ученым известно, что при огромном давлении в 15 млн атмосфер, что встречается в недрах планет-гигантов, чистая вода может приобретать свойства металла, например, электропроводность. А вот Павел Юнгвирт из Чешской академии наук в Праге и его коллеги смогли превратить воду в металл при обычном давлении. Для этого они заставили чистую воду заимствовать электроны щелочных металлов. Сложностью на этом пути является то, что воду и щелочные металлы смешать нельзя, при соединении происходит бурная экзотермическая реакция. Однако ученым удалось собрать установку, в которой они смогли сформировать в вакуумной камере капли смеси натрия и калия, которые затем подвергли воздействию водяного пара. В результате вода образовала слой в 1/10 микрона, а затем электроны металлов перешли в воду, сделав ее на несколько секунд металлической. Бонусом стало подтверждение предположения, что металлическая вода должна быть золотистой и блестящей, так что в определенном смысле золото из воды все же было получено. Можно ли считать установку, собранную в Чешской академии наук, «философским камнем», исследователи не уточняли.