Научный коллектив из Института физики твердого тела РАН, МФТИ и СП «Квантовые технологии» исследовал вопрос о том, как неизбежные производственные дефекты влияют на работу искусственных нейронов на основе сверхпроводников. Ученые систематизировали три основных типа асимметрии, которые могут возникать в таких устройствах, и показали, что каждый из них оставляет уникальный «отпечаток» на выходном сигнале нейрона. Эта работа не только объясняет ранее полученные экспериментальные данные, но и предоставляет инженерам мощный инструмент для диагностики и отладки сверхпроводниковых нейросетей — ключевого элемента для создания энергоэффективного искусственного интеллекта будущего.

Клещей вида Hyalomma aegyptium впервые обнаружили исследователи на ящурках рода Eremias. Эти клещи считаются потенциальными переносчиками опасных болезней, включая конго-крымскую лихорадку — тяжелое заболевание с высокой смертностью.

Изменить пищевые привычки может не только авторитет врача, но и обычный разговор между друзьями. Исследователи ВШЭ показали, что советы сверстников снижать потребление сахара работают так же эффективно, как и призывы экспертов.

Источники питания на основе возобновляемых и автономных технологий, такие как солнечные панели, аккумуляторные батареи и гибридные энергосистемы, характеризуются значительными колебаниями выходного напряжения, зависящими от условий эксплуатации и нагрузки. Такие изменения затрудняют их прямое использование для питания маломощных электронных устройств, требующих строго фиксированных параметров для применения. Для решения этой задачи ученые Пермского Политеха создали интеллектуальную систему управления напряжением для источников питания постоянного напряжения. Применение адаптивной нейронной сети позволяет увеличить точность стабилизации напряжения, ускорить реакцию системы на 58% и более чем вдвое сократить количество вычислительных операций по сравнению с традиционными решениями.

Международная группа исследователей из НИУ ВШЭ, МФТИ и IMT Atlantique (Франция) провела масштабное компьютерное моделирование таумасита — редкого, но опасного минерала, ответственного за разрушение бетонных конструкций при низких температурах. Ученые впервые применили комбинацию классической молекулярной динамики и квантовых методов для детального изучения структуры этого вещества, обнаружив, что квантовые эффекты играют неожиданно важную роль в его поведении. Им удалось подробно «развернуть» на атомном уровне то, что происходит на границе между минералом таумасита и водным раствором в нанопорах цемента. Эта тончайшая межфазная область управляет тем, как минерал зарождается, кристаллизуется и растет в цементном камне, а значит, влияет на один из самых неприятных сценариев долговечности бетона — сульфатную коррозию при низких температурах.

Лесные пожары в России ежегодно наносят ущерб в миллиарды рублей и выбрасывают в атмосферу миллионы тонн парниковых газов. Для борьбы с ними создают противопожарные минерализованные полосы, но они быстро зарастают, требуя дорогостоящего и трудоемкого ухода. Ученые Пермского Политеха предложили, как можно удешевить этот процесс с помощью отходов содового производства. Это не требует переработки сырья, подавляет рост растений на 83% и позволяет эффективно и экономично защитить леса от огня и безопасно утилизировать промышленные отходы.

Исследователи Центра языка и мозга ВШЭ с помощью магнитоэнцефалографии изучили, как мозг взрослых и детей реагирует на слова при чтении. Они показали, что у детей мозг дольше обрабатывает даже часто употребляющиеся в речи слова, а слова, которые встречаются редко, и псевдослова обрабатывает одинаково — медленно и по частям. С возрастом система перестраивается: высокочастотные слова переходят на быстрый маршрут, а вот новые сочетания букв по-прежнему анализируются медленно.

В нефтегазовой отрасли затраты на электроэнергию составляют до 50% от себестоимости добычи, при этом значительная часть этих ресурсов расходуется неэффективно из-за устаревших методов управления оборудованием. Традиционные системы контроля за работой скважин часто оказываются неэффективными для оптимизации насосного оборудования. Они либо не учитывают постоянно меняющиеся условия пласта, либо требуют внедрения сложной инфраструктуры, что делает их использование экономически невыгодным. Ученые Пермского Политеха создали цифровую систему на основе нейросети, которая автоматически подбирает наиболее оптимальный режим работы оборудования. Она позволяет снизить энергопотребление на месторождении до 10-12 %, что поможет нефтегазовым компаниям экономить десятки миллионов рублей, сохраняя при этом плановый уровень добычи.

Ученые из МФТИ и Китая разработали новую методику совмещения разномасштабных изображений. Она позволяет получить точные изображения структуры сложных пористых сред, что важно для нефтегазовой отрасли, строительства и экологии.

Доступ к чистой воде — глобальная проблема, особенно в удаленных районах и при чрезвычайных ситуациях. Положение усугубляют промышленные отходы, например, от лесопереработки и мебельного производства, которые загрязняют среду при утилизации. Обычные методы очистки (угольные фильтры, химические таблетки, мембраны) имеют недостатки: дорогое сырье, высокие энергозатраты, неприятный привкус, засорение. Они борются со следствием — грязной водой, — но не с ее причиной: токсичными выбросами от предприятий. В итоге ресурсы тратятся на очистку воды, которая продолжает загрязняться. Ученые Пермского Политеха разработали технологию, превращающую многотоннажные отходы — лигносульфонаты и старые древесностружечные плиты — в действенные сорбенты для очистки воды, которые в три раза эффективнее коммерческих аналогов.

Первое впечатление формируется за семь-десять секунд и представляет собой бессознательную оценку, основанную на невербальных сигналах и культурных стереотипах. При этом считается, что мужчины и женщины оценивают новых людей по-разному. Этот механизм восприятия в цифровую эпоху становится еще более важным и одновременно уязвимым, так как ключевые знакомства все чаще происходят онлайн, где восприятие ограничено форматом видеосвязи и профилями в соцсетях. Для проверки этих представлений и изучения принципа мгновенной оценки ученые Пермского Политеха провели эксперимент, чтобы понять, как именно формируется первое впечатление о незнакомце, и выявить реальные различия между представителями разных полов в этом процессе.

Ключевая деталь протеза — гильза, которая принимает на себя всю нагрузку при движении. С помощью 3D-печати ее изготавливают по индивидуальным параметрам тела, но из-за анатомических особенностей давление в ней распределяется неравномерно, что со временем может приводить к повреждениям и угрозе безопасности. Ученые Пермского Политеха разработали метод «интеллектуального армирования» для решения этой проблемы. На основе компьютерного моделирования в самые нагруженные зоны гильзы локально встраивают углепластиковые нити, что позволяет на 40% усилить конструкцию.

Более 2,8 млн квадратных километров России — от Чукотки до Таймыра — остаются без центрального энергоснабжения, что ежегодно обходится экономике страны в десятки миллиардов рублей на завоз топлива и ремонт оборудования. Бесперебойное энергоснабжение на удаленных территориях может обеспечиваться за счет внедрения энергоустановок на топливных элементах. Ученые Пермского Политеха оценили жизненный цикл такой установки и исследовали оптимальные режимы работы. Это позволит увеличить срок эксплуатации оборудования, уменьшить углеродный след и снизить себестоимость до восьми рублей за киловатт-час для потребителя, что сопоставимо с ценами центральной России. Энергоустановки на топливных элементах в перспективе могут стать надежным и недорогим источником энергоснабжения удаленных поселков и промышленных объектов, снизить вредное воздействие на хрупкую арктическую природу.

Около 72% россиян отмечают православное Рождество, при этом большая часть проводит его дома, в кругу семьи, а около четверти — посещают церковь. Ученые Пермского Политеха рассказали, когда зародился этот праздник, как он пришел в Россию, почему РПЦ не разрешили отмечать его 25 декабря, почему именно Николай Чудотворец стал прообразом Санта Клауса, зачем советская власть отменила субботу и воскресенье, а также почему сейчас большинство воспринимает Рождество как мини-Новый год.

Международная команда с участием исследователей ФКН НИУ ВШЭ представила KoWit-24 — корпус из 2700 заголовков одного из русскоязычных СМИ с игрой слов. Корпус позволил оценить, как искусственный интеллект распознает и объясняет языковую игру. Эксперименты с пятью большими языковыми моделями подтвердили: даже передовые системы пока ошибаются, причем интерпретация игры слов является для них более сложной задачей, чем ее выявление.

Добыча полезных ископаемых из карбонатных коллекторов, составляющих значительную часть мировых запасов, сейчас сталкивается с ключевой проблемой — низкой проницаемостью пород. Это значит, что нефть и газ находятся в изолированных порах и не могут естественным путем поступать к скважине, что делает традиционные методы добычи малоэффективными и очень дорогими. Стандартным решением для этого является кислотная обработка, когда в пласт закачивают реагент, который растворяет породу. Однако сейчас этот процесс остается непредсказуемым из-за отсутствия точных данных о трансформации породы при длительном воздействии кислотного раствора. Ученые из Пермского Политеха и ИПНГ РАН разработали уникальную методику кислотной обработки, которая позволяет более точно оценить изменение проницаемости породы. Разработка уникальна и не имеет аналогов в мире.

В подростковом возрасте молодые люди переживают важный этап — поиск себя. Это процесс формирования идентичности по Эриксону: ощущение цельной личности, где человек уверен в стабильности своего образа в широком понимании и получает признание от окружающих. В отечественной психологии это перекликается с идеей Даниила Эльконина об «открытии своего Я» — подросток начинает рефлексировать, сравнивать себя с другими и выстраивать систему ценностей для зрелых отношений и выбора профессии. Сегодня социальные сети радикально меняют этот процесс, становясь полноценной «виртуальной микросистемой» — средой влияния наравне с семьей и школой.

Обычно, увидев черную плесень в помещении, мы стремимся избавиться от нее как можно скорее. Микроскопический гриб Aspergillus niger обладает уникальной живучестью и умением приспосабливаться к любым неблагоприятным условиям среды, но для человека воспринимается как признак бытовой неприятности. Он портит еду, размножается в сырых углах, вызывает аллергию и ассоциируется с антисанитарией. Однако именно эти качества — устойчивость к токсичным веществам и способность расти в экстремальных условиях — оказались ключевыми для неожиданной сферы его применения. Ученые задействовали этот гриб для утилизации одного из самых проблемных промышленных загрязнителей — трибутилфосфата.

Калийные удобрения, без которых невозможно современное сельское хозяйство, производят из сильвинитовой руды, добываемой в шахтах. По мере разработки месторождений в ней растет содержание примесей: глинистых шламов и сульфата кальция (гипса). Эти «лишние» компоненты мешают процессу очистки руды, что снижает эффективность производства и увеличивает потери ценного сырья. Ученые Пермского Политеха предложили новый способ обогащения калийных руд, который решает эту проблему за счет ультразвуковой обработки и применения экологичного реагента на основе картофельного крахмала, позволяя получать концентрат с содержанием калия до 95%. Внедрение может принести дополнительный доход калийному предприятию в размере более 2,2 миллиарда рублей в год.

Сегодня развитие «зеленой» энергетики, критически важное для отказа от углеродного топлива, сталкивается с серьезной проблемой при транспортировке газов. Под давлением в трубах водород создает мощные колебания, которые резко повышают риск утечек. Традиционные подходы к решению проблемы оказываются неэффективны для проектирования надежных конструкций для трубопроводов. Ученые Пермского Политеха создали уникальную методику, которая позволяет проектировать более безопасные элементы для водородной инфраструктуры. Разработка уникальна и не имеет аналогов в мире.