Одной из самых острых проблем современности является использование ископаемых ресурсов для производства топлива. С одной стороны это крайне неэкологично, с другой — ископаемые ресурсы имеют свойство заканчиваться. Потому многие ученые по всему миру трудятся в поте лица в попытках найти альтернативный экологичный и экономически выгодный источник топлива. Ученые из Сиднейского университета (Австралия) первые в мире разработали химический процесс с использованием плазмы, позволяющий преобразовывать метал с мусорных свалок в экологичное авиационное топливо. Из чего именно сделано новое топливо, как оно добывается, и чем оно отличается от классического? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых.

Авторы научно-фантастических произведений в своих трудах описывают технологии, которые казались чем-то невероятным в период жизни того или иного автора. Часть из этих вымышленных технологий в результате научного прогресса стали реальностью. Другие же до сих пор существуют лишь в теоретической плоскости. Одной из распространенных технологий, ассоциированных с миром будущего, являются голографические дисплеи. Зачатки этой технологии уже существуют, но их пока сложно назвать полноценными. Большинство из них имеют низкий геометрический фактор (этендю), что приводит либо к снижению поля зрения, либо к снижению размеров дисплея. Ученые из Принстонского университета (США) смогли обойти эти ограничения, достигнув высоких значений этендю. Что именно сделали ученые, какие результаты их работы, и что значит для технологии голографических дисплеев? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых.

Революционный микропроцессор Intel 8008 был впервые выпущен более 50 лет назад.
Это был первый 8-битный микропроцессор Intel и предшественник семейства процессоров x86, которые вы, возможно, используете прямо сейчас. Найти хорошие фотографии матрицы 8008 не удалось, поэтому я вскрыл одну из них и сделал несколько подробных снимков. Эти новые фотографии матрицы вы найдете в этой статье, вместе с обсуждением внутреннего строения 8008.

На фотографии ниже показана крошечная кремниевая матрица внутри корпуса 8008. Провода и транзисторы, из которых состоит чип, едва видны. Квадратики снаружи — это 18 контактов, которые соединены с внешними выводами крошечными проводами.


Фотография микропроцессора 8008

На правом краю чипа можно увидеть надпись «8008», а на нижнем — "© Intel 1971".
Справа вверху — инициалы HF Хэла Фини (Hal Feeney), который занимался разработкой логики и физической компоновкой чипа. Другими ключевыми разработчиками 8008 были Тед Хофф, Стэн Мазор и Федерико Фаггин.

Внутри микросхемы

На схеме ниже показаны некоторые из основных функциональных блоков микросхемы. Слева расположен 8-разрядный арифметико-логический блок (ALU), который выполняет фактические вычисления данных.

Для хранения входных значений ALU использует два временных регистра. Эти регистры занимают значительную площадь на чипе, но не потому, что они какие-то сложные, а потому, что им нужны большие транзисторы для передачи сигналов через схему ALU.


Схема микропроцессора 8008 с изображением основных компонентов.

Под регистрами находится схема уско́ренного переноса. При сложении и вычитании эта схема вычисляет все восемь значений переноса параллельно для повышения производительности. Поскольку перенос младшего порядка зависит только от младших битов, а переносы старших порядков зависят от нескольких битов, блок схемы имеет треугольную форму.

Работа любого ученого сопряжена с желанием удовлетворить свое любопытство. Поиск ответов на вопросы о том, как что-то работает и как это повторить, является фундаментом фактически любого исследования. Несмотря на рационализм науки, она имеет много общего с творческой деятельностью. Будь то написание картины или лабораторные исследования, в обоих случаях есть нечто, что служит вдохновением этого процесса. Одним из самых обильных источников вдохновения как для художников, так и для ученых является природа. Ученые из Бристольского университета (Великобритания) вдохновились хваткими конечностями осьминогов и разработали роботизированную присоску, способную захватывать объекты с неровной поверхностью и большим весом. Из чего сделана присоска, как именно она работает, и где она может быть полезна? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых.

Организм человека не зря называют сложнейшим механизмом, ведь он состоит из множества взаимосвязанных систем, цель которых заключается в поддержании нормального функционирования всего организма. К сожалению, несмотря на технологичный прогресс медицины и фармацевтики, многие заболевания продолжают существовать. Часть этих заболеваний помимо прямого воздействия на конкретную систему организма обладают косвенным влиянием и на другие. Ярким тому примером является диабет, который может вызывать образование язвы на нижних конечностях, приводя в итоге к ампутации пальца, стопы или всей ноги. Ученые из Техасского университета в Арлингтоне (США) разработали специальную обувную стельку, которая значительно снижает риск образования язв и, как следствие, риск ампутации. Из чего сделана эта стелька, как она работает, и насколько она эффективна? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых.

Химические и физические свойства материалов могут меняться в ответ на воздействие тех или иных факторов. К ним могут относиться как внешние (температура среды, приложенное давление, направленное излучение и т. д.), так и внутренние. К таковым относится и габариты, а точнее толщина данного материала. Ученые очень долго пытались создать лист золота толщиной в один атом, так как такой лист будет обладать рядом полезных свойств, которые не присущи трехмерному «куску» золота. Однако успеха в этом начинание не было до сего дня. Ученые из Линчепингского университета (Швеция) смогли наконец то создать одноатомный лист золота. Как именно им это удалось, какими свойствами обладает новый материал, и в каких отраслях он может быть использован? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых.

Современный мир сложно представить без технологий, которые его наполняют. Некоторые из них малозаметны, тогда как другие приковывают к себе внимание буквально всех и каждого. Одной из таких технологий является искусственный интеллект. Данное направление объединяет в себе множество отдельных, но взаимосвязанных ветвей, одной из которых является генеративный ИИ. Основная функция такого ИИ заключается в генерации текстов, изображений или других медиаданных в ответ на запрос человека. Говоря о таком взаимоотношении между человеком и машиной, первым на ум приходит крайне популярный ChatGPT. Но его возможности хоть и велики, но не безграничны. Ученые из Школы инженерии и прикладных наук Пенсильванского университета (США) разработали систему, способную в ответ на текстовый запрос пользователя генерировать трехмерную виртуальную среду, как это делала голопалуба в сериале «Звездный путь: Следующее поколение». Как работает данная система, насколько обширны ее возможности, и где она может быть полезна? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых.

Одной из самых острых проблем современности является экологическая картина мира, а точнее влияние на нее деятельности человека. В связи с этим проводится множество исследований, нацеленных на поиск экологичных альтернатив классическим источникам энергии и материалам. Замена пластиков на более экологичные и биоразлагаемые материалы является важной, но не единственным направлением в этой сфере. Сюда также можно отнести и труды, изучающие альтернативы классическому текстилю. Ученые из Имперского колледжа Лондона (Великобритания) создали новый тип экокожи, выращиваемый с помощью бактерий и наделенный способностью к самоокрашиванию. Как именно происходит процесс выращивания этого материала и каковы его физико-химические характеристики? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых.

Одной из важнейших задач современной науки является создание материалов, химические и/или физические свойства которых будут легко поддаваться настройке в зависимости от выбранных для них целей применения. Особый интерес вызывают гранулированные материалы, такие как песок. В зависимости от различных факторов гранулированные материалы обладают множеством интересных свойств. Ученые из Амстердамского университета (Нидерланды) разработали новый тип гранулированных материалов, свойства текучести и сжимаемости которых легко поддаются настройке. Из чего сделаны эти гранулы, какими именно свойствами они обладают, и где могут быть применены на практике? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых.

Одной из отличительных черт современного мира являются мобильные или носимые устройства. Смартфоны, в отличие от своих предшественников, выполняют множество функций помимо голосовой или текстовой связи. Использование смартфонов и носимой электроники в диагностических целях также стало более распространенным благодаря технологическому прогрессу, а также благодаря труду ученых и инженеров. Многие диагностические приложения основаны на оптике и, как следствие, используют камеру телефона в качестве сенсорного интерфейса. Куда меньше внимания уделяется компасу телефона (магнитомеру), хотя потенциал этого устройства в диагностике велик. Ученые из Национального института стандартов и технологий (США) разработали методику диагностики уровня глюкозы, которая задействует магнитомер смартфона. Как именно был использован магнитомер, и насколько точна такая диагностика? Ответы на эти вопросы мы узнаем в докладе ученых.

Социальное взаимодействие между людьми является одним из основополагающих аспектов жизни. Родные, коллеги, друзья или совершенно незнакомые люди могут взаимодействовать с нами в самых разных сценариях. Одной из основных составляющих данного взаимодействия является мимика лица человека, способна без слов выразить эмоциональное состояние. Несмотря на культурные и этнические отличия разных народностей Земли, существует базовый набор выражений лица, который практически везде обладают одинаковым смыслом. К примеру, улыбка может зловещей, насмешливой, ироничной, притворной и т. д., но чаще всего она является признаком доброжелательности и миролюбивого настроения по отношению к собеседнику. Но что если собеседник робот? Ученые из Школы инженерии и прикладных наук Колумбийского университета (США) провели исследование, в котором попытались научить робота своевременной и уместной мимике в ответ на мимику собеседника-человека. Какой вид имел робот, чему удалось его научить, и как проходило его общение с людьми? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых.

Одним из аспектов, изучаемых генетикой, является наследственность. Физиологические особенности, такие как цвет глаз, цвет волос, рост, комплекция, предрасположенность к определенным заболеваниям, могут передаваться из поколения в поколение. Учитывая это, ученые также пытались понять, существуют ли какие-то генетические факторы, влияющие на навыки человека. Если родители обладают удивительными, к примеру, математическими навыками, передастся ли это их ребенку? Многие ученые уверены, что да, однако полноценных материальных подтверждений этому мало. Порой результаты исследований и вовсе говорят об обратном. Ученые из Медицинского центра Вандербильтского университета (США) изучили ДНК великого композитора Людвига ван Бетховена, извлеченное из его волос, и попытались оценить его генетическую предрасположенность к музыке. Как ученые искали музыкальный дар Бетховена, что им удалось найти, и есть ли связь между генетикой и навыками? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых.

Подросток перехитривший правительство США. Эта история может показаться началом сюжета вымышленной истории о супергерое. Итак, как же у 16-летнего подростка получилось взломть ЦРУ.

Новая звезда в мире хакерства

Пока большинство детей его возраста играли в футбол, Мустафа аль-Бассам задавал начало своему будущему как одному из самых знаменитых хакеров в истории. Кто же этот вундеркинд?

Мустафа родился в 1995 году в Багдаде, Ирак. Когда ему было 6 лет, он и его семья иммигрировали в Великобританию и поселились в юго-восточной части Лондона. Мустафа рассказывает, что очень рано почувствовал тягу к компьютерам. Это началось, когда ему было 8 лет и его отец однажды пришел домой с компьютером. Совсем юный молодой парень начал часами проводить время за компьютерными играми, но его интерес к ним приобрел очень необычный оборот, особенно для 8-летнего ребенка. У Мустафы начали возникать мысли чуть шире, чем у обычного подростка: «А как на самом деле работают компьютеры?». И именно по причине его любознательности, в 8 лет он начал изучать компьютерное программирование и открыл для себя много нового об алгоритмах, цифровом кодировании и анализе данных.
Он даже начал создавать свои собственные веб-сайты с помощью программы Microsoft FrontPage и размещать их в сети



Как восьмилетний ребенок мог все это делать — уму непостижимо. Затем интересы Мустафы переключились с создания сайтов на манипуляции с чужими вебресурсами. Он взламывал сайты и переписывал их коды.

Одним из самых распространенных материалов, используемых практически в любой сфере деятельности человека, является пластик. Тот факт, что этот материал пагубно влияет на окружающую среду также не является секретом. В последние годы ученые обратили внимание на микропластик, накопление которого связано с химической природой пластиковых полимеров на основе нефти, которые обычно не поддаются биологической переработке. Замена пластика на более экологичный материал хоть и звучит логично, однако подобное решение является крайне невыгодным и тяжело реализуемым. Следовательно, дабы снизить пагубное влияние пластика на окружающую среду, необходимо создать пластик, который будет разлагаться, попадая в природную среду (например, в воду). Ученые из Калифорнийского университета в Сан-Диего (США) разработали частицы микропластика из биоразлагаемого термопластичного полиуретана (TPU-FC1), которые крайне быстро поддаются биоразложению. Что входит в состав нового экологичного пластика, каковы его характеристики, и может ли он стать альтернативой обычному пластику? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых.

Мир дикой природы часто становится источником вдохновения для ученых и инженеров как в наши дни, так и сотни лет тому назад. Попытки реплицировать то, на что у эволюции ушли тысячи лет, сопряжены с множеством сложностей, но это не убавляет энтузиазма ученых. Одним из основных источников природного вдохновения являются насекомые, что не удивительно, учитывая многочисленность данного класса животных, насчитывающего порядка миллиона видов. Ученые из университета штата Пенсильвания (США) уделили особое внимание цикадкам. Эти весьма распространенные насекомые хоть и кажутся весьма простыми на вид, но обладают удивительной особенностью — они выделяют и покрывают свое тело крошечными частицами (брохосомами), форма которых напоминает фуллерен. Что делает эти частицы уникальными, зачем они нужны цикадкам, и как они могут быть использованы человеком? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых.

Одним из самых явных эволюционных отличий человека от других обитателей планеты является умение говорить. Конечно, другие животные также способны издавать звуки, используемые для коммуникации между особями. Но именно человек способен на вербальное, связанное по смыслу и логике общение. Для реализации вербальной передачи сигналов человеку нужны голосовые связки. Однако из-за травм, заболеваний или хирургического вмешательства у человека может развиться дисфония (нарушение речи) или полная дисфункция речи. Ученые из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (США) разработали тонкое гибкое устройство, которое прикрепляется к шее и преобразует движения мышц гортани в слышимую речь. В создании этого устройства использовалось машинное обучение, позволяющее распознавать и сопоставлять определенные движения мышц с определенными словами. Из чего сделано чудо-устройство, как именно оно работает, и насколько оно эффективно? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых.

Использование искусственного интеллекта в различных областях деятельности человека становится все более обыденным делом. Хоть ИИ и далек от многогранности человеческого мозга, в некоторых ситуациях он все же весьма полезен. Особенно если речь идет об анализе данных. Ученые из медицинского факультета Вашингтонского университета (США) разработали алгоритм машинного обучения, способный быстро и точно прогнозировать потенциальный риск метастазирования мозга по данным биопсии пациентов с немелкоклеточным раком легких на ранней стадии. Как именно работает данный алгоритм, и насколько он эффективен? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых.

Движение — это жизнь. Избитая фраза, которая тем не менее весьма прямо указывает на факт того, что человек постоянно куда-то или откуда-то идет. Несмотря на обыденность ходьбы с физиологической точки зрения, ее связь с перцептивными и когнитивными функциями остается малоизученной. Недавние исследования показали, что, хотя ходьба кажется плавной и непрерывной, внутри каждого шага существуют критические фазы для успешной координации перцептивных и двигательных функций. Ученые из Сиднейского университета (Австралия) провели исследование, в котором попытались понять связь между ходьбой и зрительной функцией человека. Что показали результаты исследования, и где они могут быть применены на практике? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых.

Память человека является весьма необычным механизмом, понимание которого в полной мере пока еще нет. Мы можем не помнить, что мы делали пять минут назад, но при этом в деталях помнить события десятилетней давности. Автобиографические воспоминания, которые касаются лично нас, формируются в связке и визуальными образами. Способность создавать визуальные образы воспоминаний помогает нам повторно переживать те или иные события из прошлого, т. е. вспоминать их более детализировано. Однако есть люди, которые не способны создавать визуальные образы. Данное отклонение от нормы называется афантазией. Ученые из Университетской больницы Бонна (Германия) провели исследование, в котором установили, нарушения в каких именно областях мозга приводит к афантазии. Какие опыты провели ученые, какие они дали результаты, и как новые данные могут быть использованы на практике? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых.

За последние годы применение больших языковых моделей искусственного интеллекта стало крайне распространенным явлением. Популярность ChatGPT повлекла за собой море дискуссий на тему правильности применения таких систем как с практической, так и с этической стороны вопроса. Рассматривая тот или иной ИИ, ученые сравнивают его возможностями с возможностями человеческого мозга. К примеру, ученые из университета Арканзаса (США) провели исследование, в ходе которого сравнивали креативное мышление людей и ChatGPT-4. Какие параметры сравнивались, как себя показал ChatGPT, и какие выводы можно сделать по результатам данного исследования? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых.