В области математики и информатики они выделили исследование ученых из Сколтеха, которые создали информационную систему на основе искусственного интеллекта и спутниковых данных для оценки состояния лесов и прогнозирования лесных пожаров с точностью до 87%.
Для обучения ИИ авторы использовали спутниковые снимки и архивные данные о пожарах за 10 лет - всего около 17 тысяч случаев с 2012 по 2022 гг. Алгоритм анализировал их и сам выявлял закономерности. Кроме того, отдельно учитывались особенности конкретных исследуемых территорий, например тип растительности, характеристики рельефа, а также метеоданные - температура, осадки, ветер и испарение - для оценки вероятности возгорания и распространения огня.
Работающая с точностью до 87% система позволит заранее принимать меры по защите граждан и лесных массивов, а также снижать риск возникновения пожаров.
Ученые из Университета ИТМО совместно с зарубежными коллегами разработали перовскитный наномемристор, который можно использовать для хранения информации или обработки данных. В испытаниях он выдерживал более 1,5 тысячи циклов перезаписи и работал в течение нескольких месяцев без разрушения в комнатных условиях. Традиционные перовскитные мемристоры обычно выходят из строя уже после десятков-сотен циклов.
Размер устройства - 130-160 нанометров, потребляет всего 70-80 нановатт энергии, что примерно в десятки тысяч раз меньше, чем потребление стандартного светодиода. Перовскитный мемристор станет основой для энергоэффективных и ультракомпактных процессоров, имитирующих работу мозга, для задач искусственного интеллекта и машинного обучения.
В области химии и наук о материалах отмечены фотокатализаторы, которые ускоряют химические реакции, когда на них попадает свет. Ученые из Института органической химии имени Н.Д. Зелинского РАН впервые обнаружили, что под действием света фотокатализатор изменяется в новые формы, которые проявляют более высокую каталитическую активность. Благодаря этому в реакции получается до 99% нужного продукта, а новые формы могут работать даже в той области спектра, в которой исследуемый фотокатализатор раньше не был активен, например в красной. Эта разработка открывает путь к созданию принципиально нового поколения энергоэффективных и универсальных ускорителей реакций.
Ученые из Института биологии гена РАН совместно с зарубежными коллегами нашли "космический белок", который помогает генам работать правильно. Авторы исследования выяснили, что за правильную работу генов, контролирующих развитие нервной системы, отвечают белки, которые помогают ДНК сложиться внутри клетки. Такой вывод они сделали, впервые открыв белок, который как крючок зацеплялся за определенные участки ДНК, образовывал на ней петли и тем самым складывался. В схематичном виде такие петли обозначаются в виде дуги, напоминающей траекторию полета космической ракеты. Поэтому ученые назвали белок Vostok в честь первого пилотируемого космического аппарата. Знания об образовании таких петель в будущем позволят корректировать работу генов, в том числе при наследственных заболеваниях нервной системы, а также открывает новые возможности для генной терапии.
Эксперты РНФ отметили работы ученых Ученые из Института прикладной физики РАН имени А.В. Гапонова-Грехова совместно с зарубежными коллегами. Они разработали первую в мире сферическую многоэлементную антенну из гибкого пьезополимерного материала, которая делает оптоакустическую томографию более чувствительной и информативной. Устройство позволяет в реальном времени наблюдать за кровотоком в крупных артериях и мельчайших капиллярах, сопоставимых по размеру с отдельным эритроцитом. Теперь врач сможет на самой ранней стадии выявлять заболевания сердца, сосудов и мозга и других органов.
Ученые из Донского государственного технического университета выявили новые штаммы полезных бактерий, которые могут стать эффективными пробиотиками для выращивания стерляди - одного из ценных видов осетровых. В эксперименте использовались две группы бактерий: первая помогала переваривать белки и крахмал, а вторая - кроме этого еще защищала рыбу от стресса и окислительного воздействия. При добавлении этих пробиотиков в корм для личинок стерляди на два месяца рыб вес увеличился на 9-15% по сравнению с обычным кормлением. Одновременно снизились признаки воспаления и стресса, что говорит о более здоровом развитии.
Использование пробиотиков из новых штаммов в кормах для стерляди может улучшить рост рыбы, снизить потери из-за болезней и стресса, а значит повысить эффективность и качество отечественного производства в аквакультуре.
Ученые из Института океанологии имени П.П. Ширшова РАН в составе международной группы обнаружили процветающие сообщества организмов на глубине более 9,5 тысячи метров в одной из зон Тихого океана. Это уникальная природная лаборатория позволяет изучать, как могла зародиться жизнь на нашей планете. Там организмы живут в полной темноте, температура воды близка к точке замерзания, давление почти в 1000 раз больше, чем на поверхности Земли. И в таких условиях эти существа в борьбе за существование сумели найти себе корм - сероводород и метан, выделяющиеся из недр Земли. Находка показывает невероятную стойкость жизни и открывает новые горизонты для изучения глубинной биосферы, где природа научилась добывать энергию из химии, а не света.
В ТОР-10 вошло исследование ученых из Института археологии и этнографии СО РАН с участием международной группы. Они изучали ранее малоизученную Южную галерею уже ставшей знаменитой Денисовой пещеры. Там они нашли каменные орудия, костные останки ископаемых гомининов, фрагменты костей животных, что позволило реконструировать жизнь обитателей пещеры. Раскопки в Южной галерее уточнили данные о денисовцах, неандертальцах и современных людях, проживавших здесь в разные периоды на протяжении 300 тыс. лет. Например, удалось уточнить, когда пещера заселялась разными видами людей: денисовцы появились здесь около 300 тыс. лет назад, а неандертальцы - примерно 150 тыс. лет назад.
Сотрудники НИЦ "Курчатовский институт" и Дальневосточного федерального университета создали и исследовали новый материал - двумерный альтермагнетик толщиной всего в один монослой. Это открывает путь к спинтронным устройствам будущего - энергоэффективной памяти и логическим схемам компьютеров на основе спина электрона.
Напомним, что традиционно магниты делятся на два класса - ферромагнетики и антиферромагнетики. Недавно открытые альтермагнетики сочетают в себе лучшие свойства этих двух классов, что ранее считалось невозможным из-за того, что они в тандеме мешали друг другу.
Ученые решили эту задачу, синтезируя на кремнии пленки на основе редкоземельного элемента гадолиния, уменьшая их толщину - от сотен атомных слоев до монослоя. Полученные пленки продемонстрировали все ожидаемые свойства альтермагнетиков.
Разработанная авторами технология позволит осуществить переход к чипам с предельно низким энергопотреблением, которые работают быстрее, чем современные компоненты электроники.
Специалисты компании "Светлана-Рост" создали первую в России библиотеку топологий и моделей стандартных элементов субмикронного уровня, позволяющую проектировать мощные СВЧ-микросхемы. Разработанные учеными современные технологические решения для производства отечественных микросхем на нитриде галлия и арсениде галлия открывают путь к созданию новой элементной базы для систем навигации, связи и радиолокации. Они не только обеспечивают технологическую независимость в производстве ключевых радиоэлектронных компонентов, но и дают возможность разрабатывать отечественные сверхвысокочастотные системы следующего поколения, способные конкурировать с мировыми аналогами.