Новости науки: роботы-грибы, микро-ГЭС на основе плавника кита и парадоксы – Арктика растает полностью и Арктика самореставрируется

Биогибридные роботы под управлением грибов

Исследователи из Лаборатории органической робототехники Корнеллского университета решили начать объединять роботов с мицелием грибов – их подземным вегетативным телом. Они создали двух биогибридных роботов, которые используют электрофизиологическую активность живого мицелия для управления своими искусственными приводами. Мицелий осязает окружающую среду и выдает потенциал действия, похожий на пиковые напряжения, в качестве управляющих сигналов для двигателей и клапанов роботов. Подобные биогибридные системы могут быть использованы в сельском хозяйстве для определения состава почвы и оптимизации применения удобрений.

«Выращивая мицелий в электронике робота, мы смогли позволить биогибридной машине чувствовать окружающую среду и реагировать на нее. В этом случае мы использовали свет в качестве входных данных, но в будущем это будут химические данные», – рассказывают авторы исследоваиня в статье, опубликованной в Science Robotics,

Микро-ГЭС повышенной мощности, вдохновлённая плавником кита

Ученые НИУ «МЭИ» создали гидроэнергоустановку для удаленных территорий – микро-ГЭС, конструкция лопастей которой основано на строении плавников горбатых китов. Подражание эволюционным достижениям природы позволило увеличить вырабатываемую энергию на 20%. Кроме производства электричества, система использует тепло для отопления и горячего водоснабжения. Такие установки, как отмечают авторы, рассчитаны на генерацию энергии в количестве, необходимом одному дому, но могут быть объединены в локальную энергосистему для увеличения мощности, информирует портал «Научная Россия».

Созданная установка размещается на малых реках с небольшими перекатами. При этом ученые разработали два технических решения: стационарное, для постоянного размещения, и передвижное, на понтоне, что позволяет перемещать гидроагрегат в течение года в зависимости от изменяемого уровня воды.

Изображения предоставил один из авторов разработки, руководитель молодежной лаборатории Алексей Дружинин / НИУ «МЭИ»

«Мы использовали особенности строения плавников горбатого кита: на передней кромке грудных плавников этого млекопитающего есть наросты, которые помогают ему маневрировать в процессе охоты. Мы обратили внимание на этот принцип и перенесли его с учетом теории подобия на лопасти осевой гидротурбины. За счет этого подхода удалось повысить мощность энергоустановки на 20%», ― рассказали в коллективе молодёжной лаборатории НИУ «МЭИ».

В перспективе авторы проекта планируют повысить эффективность разработки. В отличие от объектов крупной гидроэнергетики, КПД которых достигает 96-97%, КПД самых эффективных малых гидроэнергетических установок зачастую не превышает 85%. В обозримом будущем, ученые планируют применить новые подходы для того, чтобы сделать более эффективными энергоустановки малого класса мощности.

Согласно климатической модели российских ученых, лёд в Арктике может растаять к концу XXI века

Сотрудники Института вычислительной математики (ИВМ) им. Г.И. Марчука РАН и МФТИ представили оценки наблюдаемых и вероятных изменений климата с использованием двух различных версий климатической модели, разрабатываемой в ИВМ РАН. Институт работает над математической моделью системы Земли – INMCM, и речь идет о версиях INMCM5 и INMCM6: обе версии показывают примерно одинаковое потепление в Северной Евразии при моделировании современного климата, однако прогнозы после 2040 года различаются, передает издание МФТИ «За науку».

Одна из версий – INMCM6, более новая и более чувствительная к увеличению концентрации углекислого газа в атмосфере, прогнозирует увеличение температуры в Северной Евразии более чем на 6 градусов к концу XXI века по сравнению с 1995—2014 гг. Это грозит в первую очередь сокращением площади арктических льдов и таянием вечной мерзлоты. Результат исследования опубликован в журнале Climate Dynamics.

Годовое изменение приземной температуры в Северной Евразии по сравнению с 1995-2014 гг. для INMCM6 (красный), INMCM5 (синий). Оранжевые и голубые линии показывают диапазон значений

«При прогнозе потепления на 6 градусов к 2100 году по сравнению с 1995-2014 гг. сразу возникает вопрос, что станет с морским льдом. Обе версии воспроизводят наблюдаемые изменения его площади и объёма. INMCM5 показывает, что к концу века лёд полностью не растает. Но согласно более новой версии INMCM6 – велика вероятность, что к 2080-2090 годам льда в Арктике уже не будет. Здесь важно отметить, что вероятность осуществления прогноза зависит во многом от социоэкономического сценария – того, какие приоритеты для развития будет выбирать общество. И если человечество поставит во главе угла сберегающие климат технологии, сократит эмиссию парниковых газов и вернёт её к показателям середины прошлого века, то нас будет ждать более оптимистичный прогноз», – рассказала Мария Тарасевич, участник разработки, младший научный сотрудник Института вычислительной математики им. Г.И. Марчука РАН, аспирант МФТИ.

Экосистемы Арктики склонны к самореставрации

Ученые Томского госуниверситета (ТГУ) в ходе экспедиций в один из районов Ямало-Ненецкого автономного округа (ЯНАО) зафиксировали, что ранее вытаявшие там льды – восстанавливаются, и это позволяет сделать промежуточные выводы об устойчивости экосистем, сообщила пресс-служба вуза.

Специалисты университета в ходе экспедиции в Тазовский район ЯНАО исследовали процесс таяния ледяных жил в арктических болотах: такие жилы являются индикаторами изменения климата. Одна из целей проекта – выяснить, насколько мерзлые болота откликаются на изменение климата и когда этот процесс начался.

«Как показывают промежуточные результаты исследований, вытаивание ледяных тел, образовавшихся в древности в результате заполнения водой морозобойных трещин в торфе, нередко связано с увеличением высоты кустарников в тундре. Вместе с тем ученые ТГУ отмечают такой феномен, как восстановление одних ранее вытаявших ледяных тел на фоне таяния других, что свидетельствует об устойчивости экосистемы», – говорится в сообщении.

Провал на месте вытаявшего льда. Фото предоставил Сергей Лойко. Источник: news.tsu.ru/

Как отмечается со ссылкой на руководителя экспедиции, заведующего лабораторией «БиоГеоКлим» ТГУ Cергея Лойко, изучение космоснимков показало, что исследуемые болота начали реагировать на потепление еще в 1970-е годы, а возможно, и в середине ХХ века.

«Нас интересовали территории, на которых человек не вел никакой деятельности, чтобы отследить исключительно влияние климата на ледяные жилы. При этом одной из задач было посмотреть, что сейчас в тех местах, где жилы уже вытаяли к 1970-м годам. Удивительный факт, но они восстановились. Это не чистый лед, каким он был раньше: в нем присутствует примесь торфа, что снижает теплопроводность», – цитируется Лойко.

Ученые считают, что таким образом природа сама себя реставрирует, хотя и в несколько ином виде. Это, по их мнению, хороший факт, указывающий на устойчивость экосистем. Во время экспедиции ученые ТГУ провели отбор проб в старых и новых ледяных жилах, чтобы проанализировать и сравнить их химический состав. Проект рассчитан до конца 2025 года.