Горячее
Лучшее
Свежее
Подписки
Сообщества
Блоги
Эксперты
Войти
Забыли пароль?
или продолжите с
Создать аккаунт
Регистрируясь, я даю согласие на обработку данных и условия почтовых рассылок.
или
Восстановление пароля
Восстановление пароля
Получить код в Telegram
Войти с Яндекс ID Войти через VK ID
ПромокодыРаботаКурсыРекламаИгрыПополнение Steam
Пикабу Игры +1000 бесплатных онлайн игр Новое яркое приключение в волшебной стране пасьянса Эмерлэнде!

Эмерланд пасьянс

Карточные, Головоломки, Пазлы

Играть

Топ прошлой недели

  • solenakrivetka solenakrivetka 7 постов
  • Animalrescueed Animalrescueed 53 поста
  • ia.panorama ia.panorama 12 постов
Посмотреть весь топ

Лучшие посты недели

Рассылка Пикабу: отправляем самые рейтинговые материалы за 7 дней 🔥

Нажимая «Подписаться», я даю согласие на обработку данных и условия почтовых рассылок.

Спасибо, что подписались!
Пожалуйста, проверьте почту 😊

Помощь Кодекс Пикабу Команда Пикабу Моб. приложение
Правила соцсети О рекомендациях О компании
Промокоды Биг Гик Промокоды Lamoda Промокоды МВидео Промокоды Яндекс Маркет Промокоды Пятерочка Промокоды Aroma Butik Промокоды Яндекс Путешествия Промокоды Яндекс Еда Постила Футбол сегодня
0 просмотренных постов скрыто
2
user11222293
Искусственный интеллект

Время и разум: Оценка искусственного интеллекта через призму когнитивных способностей⁠⁠

1 месяц назад

Автор: Денис Аветисян


Десять основных когнитивных компонентов, представленные в определении общего искусственного интеллекта, формируют сложную систему, время проявляется не как линейная метрика прогресса, а как среда, определяющая эволюцию и взаимодействие этих компонентов.

Десять основных когнитивных компонентов, представленные в определении общего искусственного интеллекта, формируют сложную систему, время проявляется не как линейная метрика прогресса, а как среда, определяющая эволюцию и взаимодействие этих компонентов.

В эпоху стремительного развития искусственного интеллекта, когда узкоспециализированные системы демонстрируют впечатляющие результаты в решении отдельных задач, возникает фундаментальный вопрос: достаточно ли простого масштабирования существующих моделей для достижения истинного общего интеллекта? В работе “A Definition of AGI” авторы осмеливаются утверждать, что ответ отрицателен, подчеркивая необходимость глубокого понимания когнитивных способностей человека как основы для оценки и построения действительно разумных машин. Ведь если мы не можем четко определить, что представляет собой общий интеллект, и измерить его, как мы можем надеяться создать его – и, что более важно, как мы можем убедиться, что эта сила будет направлена на благо человечества, а не станет источником непредсказуемых и, возможно, катастрофических последствий?

Архитектура Разума: Путь к Истинному ИИ

Истинный Искусственный Общий Интеллект (ИОИ) требует не просто масштабирования существующих моделей, но и глубокого понимания когнитивных способностей человека. Системы учатся стареть достойно, и в этом процессе важна не только скорость, но и глубина понимания. Попытки создать ИОИ, игнорируя этот принцип, обречены на повторение ошибок, когда впечатляющие результаты в узких областях маскируют фундаментальные ограничения. Иногда лучше наблюдать за процессом, чем пытаться его ускорить.

Теория Кэтелла-Хорна-Кэрролла (CHC) предоставляет надежный каркас для определения и измерения этих способностей, предлагая путь к всесторонней оценке ИОИ. Как и в любом сложном механизме, понимание отдельных компонентов и их взаимодействия – ключ к созданию работоспособной системы. CHC – это не просто набор тестов, это – карта когнитивной архитектуры, позволяющая выявить слабые места и направления для развития.

Успешное воспроизведение человеческого интеллекта требует системы, способной интегрировать разнообразные когнитивные компоненты, начиная от базовой скорости обработки информации и заканчивая сложным рассуждением на месте. Как и в симфоническом оркестре, каждый инструмент играет свою роль, и гармоничное сочетание всех элементов создает впечатляющую мелодию. Разрозненные способности, не объединенные общей архитектурой, не способны породить настоящий интеллект.

Исходя из модели МакГрю и Шнайдера (2018), интеллект рассматривается как процессор, способный обрабатывать информацию.

Исходя из модели МакГрю и Шнайдера (2018), интеллект рассматривается как процессор, способный обрабатывать информацию.

Авторы исследования подчеркивают, что ИОИ – это не просто сумма отдельных способностей, а сложная система, в которой каждый компонент влияет на другие. Попытки создать ИОИ, игнорируя эти взаимодействия, обречены на неудачу. Как и в живом организме, каждый орган выполняет свою функцию, но только их согласованная работа обеспечивает нормальное функционирование всего организма. Системы, как и люди, со временем учатся не спешить.

Исследователи указывают на важность понимания не только того, что система может делать, но и того, как она это делает. Процесс мышления не менее важен, чем результат. Как и в искусстве, важна не только красота произведения, но и мастерство художника. Мудрые системы не борются с энтропией — они учатся дышать вместе с ней.

В заключение, авторы подчеркивают, что создание ИОИ – это сложная задача, требующая глубокого понимания когнитивных способностей человека и умения интегрировать разнообразные компоненты в единую систему. Иногда наблюдение — единственная форма участия. Разработка ИОИ – это не просто техническая задача, но и философская проблема, требующая глубокого осмысления природы интеллекта.

Память Времени: Основа Знания и Долговечности

Долгосрочное хранение памяти – краеугольный камень интеллекта, позволяющий накапливать факты, концепции и опыт с течением времени. Любой аптайм – лишь временное состояние, иллюзия стабильности, кэшированная временем. Но хранение само по себе недостаточно; долгосрочное извлечение памяти – способность получать доступ к накопленным знаниям и применять их – в равной степени критично для эффективного решения проблем. Задержка – это налог, который платит каждый запрос, и от скорости ее уплаты зависит качество ответа.

Общие знания, охватывающие такие области, как История, Наука и Культура, представляют собой широту информации, доступной для извлечения, формируя наше понимание мира. Именно в этой широте кроется подлинная сила интеллекта, а не просто в способности запоминать отдельные факты. Ведь знание, которое не применяется, – лишь шум в системе, бесполезный вес, замедляющий реакцию. Оно подобно архиву, заваленном пылью, – содержит потенциал, но лишен актуальности.

Исследователи обращают внимание на то, что современным системам искусственного интеллекта зачастую не хватает именно этой способности к долгосрочному хранению и извлечению знаний. Они способны оперировать огромными объемами данных в моменте, но быстро теряют контекст, забывают предыдущий опыт, вынуждены каждый раз переучиваться. Это ограничивает их способность к адаптации, к решению новых, нестандартных задач. Система, лишенная памяти, подобна кораблю без руля, дрейфующему в океане неопределенности.

Способность к быстрому и точному извлечению информации – это не просто вопрос скорости, но и вопрос организации знаний. Эффективная система должна уметь не только находить нужную информацию, но и устанавливать связи между различными концепциями, выявлять скрытые закономерности, делать логические выводы. Именно в этом кроется подлинное отличие интеллекта от простого запоминания. Иными словами, это не просто библиотека, а исследовательский центр, где знания постоянно переосмысливаются и преобразуются.

Авторы подчеркивают, что долгосрочное хранение и извлечение памяти – это не просто техническая проблема, но и философская. Ведь память – это не просто хранилище информации, но и основа нашей идентичности, нашей способности к самосознанию. Потеря памяти – это потеря себя, потеря связи с прошлым, потеря способности к предвидению будущего. Поэтому развитие систем искусственного интеллекта, способных к долгосрочному хранению и извлечению памяти, – это не просто технологическая задача, но и важный шаг на пути к созданию искусственного разума.

Симфония Мысли: Язык, Математика и Искусство Рассуждения

Способность к чтению и письму – это не просто набор технических навыков, но и фундамент, на котором строится доступ к информации и ее передача. Эта способность требует как базового распознавания букв и слов, так и глубокого понимания текста, его структуры и скрытых смыслов. Без нее невозможно полноценное участие в диалоге с миром, накопление и передача знаний будущим поколениям. Каждая архитектура знаний нуждается в надежном канале коммуникации, а чтение и письмо – это тот самый канал, который позволяет идеям преодолевать время и пространство.

Математические способности, охватывающие арифметику, алгебру, геометрию и математический анализ, предоставляют рамки для количественной оценки и моделирования окружающего мира. Это не просто набор правил и формул, но и способ мышления, позволяющий выявлять закономерности, прогнозировать события и решать сложные задачи. Подобно тому, как художник использует кисти и краски, математик использует числа и символы для создания абстрактных моделей реальности. Но даже самая изящная модель не имеет ценности, если она не может быть применена на практике.

Эти способности не существуют изолированно друг от друга. Они взаимодействуют и усиливают друг друга, позволяя решать сложные задачи и строить логические цепочки рассуждений. Способность к чтению позволяет усваивать математические концепции, а математические навыки позволяют анализировать и интерпретировать текстовую информацию. Но для достижения истинного понимания необходим еще один важный элемент – способность к спонтанному рассуждению, к поиску нестандартных решений и адаптации к новым условиям. Именно эта способность позволяет выйти за рамки формальных правил и взглянуть на проблему с новой точки зрения.

Улучшения в одной из этих областей, как правило, приводят к положительным изменениям в других. Повышение математической грамотности способствует развитию критического мышления, а улучшение навыков чтения и письма позволяет более эффективно обмениваться знаниями и идеями. Подобно тому, как экосистема нуждается в разнообразии видов для поддержания своей устойчивости, так и интеллектуальная система нуждается в гармоничном развитии всех своих компонентов. Игнорирование одного из них может привести к дисбалансу и снижению общей эффективности.

Невозможно представить себе развитие цивилизации без постоянного совершенствования этих базовых способностей. От древних математиков и философов до современных ученых и инженеров – все они вносили свой вклад в расширение границ человеческого знания. Их достижения стали возможными благодаря гармоничному развитию способностей к чтению, письму и математическому мышлению. И эта эволюция продолжается и по сей день, открывая новые возможности для решения сложных проблем и улучшения качества жизни.

Гибкость Разума: Способность к Немедленному Рассуждению

Разум, подобно сложному механизму, нуждается не только в точности собранных деталей, но и в способности адаптироваться к неожиданностям. Исследователи, стремясь оценить истинный уровень искусственного интеллекта, обратились к способности к спонтанному рассуждению – On-the-Spot Reasoning. Эта способность позволяет гибко решать проблемы, не опираясь на жестко запрограммированные схемы, и жизненно необходима для навигации в новых, незнакомых ситуациях.

Суть этой способности кроется в умении анализировать информацию, формулировать гипотезы, понимать других и эффективно планировать. В частности, исследователи выделили несколько ключевых компонентов. Дедукция позволяет выводить логически обоснованные заключения из известных фактов. Индукция, напротив, требует обобщения на основе наблюдений и выявления скрытых закономерностей. Способность к Теории Разума – понимать намерения, убеждения и эмоции других – открывает путь к эффективному взаимодействию и сотрудничеству. И, наконец, Планирование позволяет предвидеть последствия действий и разрабатывать стратегии для достижения поставленных целей.

Однако, способность к спонтанному рассуждению – это не просто набор отдельных навыков. Это динамичный процесс, требующий постоянной адаптации и обучения. Ключевым компонентом этого процесса является Адаптация – умение выводить правила из обратной связи, получаемой в процессе решения задач. Иными словами, система должна уметь учиться на своих ошибках и совершенствовать свои стратегии.

Представьте себе старый механизм, работающий годами. Он может быть собран идеально, но если он не способен адаптироваться к изменениям во внешней среде, он неизбежно выйдет из строя. То же самое относится и к искусственному интеллекту. Недостаточно просто запрограммировать систему на выполнение определенных задач. Необходимо обеспечить ей способность к спонтанному рассуждению, чтобы она могла эффективно функционировать в постоянно меняющемся мире.

Исследователи справедливо отмечают, что оценка способности к спонтанному рассуждению – это сложная задача. Она требует разработки специальных тестов, которые позволяют оценить не только умение решать конкретные задачи, но и способность к обобщению, адаптации и творческому мышлению. Ведь истинный интеллект заключается не в накоплении знаний, а в умении их использовать.

В конечном счете, способность к спонтанному рассуждению – это ключ к созданию искусственного интеллекта, который сможет не только выполнять задачи, но и понимать мир вокруг себя, адаптироваться к новым ситуациям и учиться на своих ошибках. Это – путь к созданию системы, которая сможет функционировать не просто как инструмент, но и как полноценный партнер человека.

Симфония Оценки: Всесторонний Анализ Искусственного Общего Интеллекта

В стремлении к всесторонней оценке искусственного общего интеллекта (AGI), исследователи предлагают смелый и систематический подход, уходящий от поверхностных и зачастую вводящих в заблуждение эталонов. Их работа – не просто сбор статистики, но и глубокий анализ когнитивной архитектуры, подобно тому, как часовщик разбирает механизм, чтобы понять его суть. Каждый сбой – это сигнал времени, указывающий на слабые места и требующий внимания.

Оценивая AGI-системы по всему спектру ключевых когнитивных компонентов – от Скорости и Памяти до Языка и Рассуждений – можно выйти за рамки тривиальных задач и приблизиться к истинному пониманию интеллекта. Это подобно картографированию неизведанной территории: каждая отмеченная точка – это шаг к более полной картине. Важно не просто замерить скорость выполнения задачи, но и понять, как система пришла к решению, какие внутренние процессы задействованы.

Такой целостный подход позволяет выявить сильные и слабые стороны, направляя будущие исследования и разработки к созданию более надежных и универсальных ИИ. Рефакторинг – это диалог с прошлым, попытка извлечь уроки из ошибок и улучшить структуру системы. Недостаточно просто создать ИИ, способный решать определенный набор задач; необходимо построить систему, способную адаптироваться к новым вызовам, учиться на собственном опыте и развиваться со временем.

В конечном счете, глубокое понимание когнитивной архитектуры – это не просто вопрос создания более умных машин; это вопрос раскрытия более глубокого понимания самого интеллекта. Это как разборка старинных часов: в процессе изучения деталей мы не только понимаем, как они работают, но и получаем представление о мастерстве и изобретательности создателя. Каждый компонент, каждая шестеренка, каждый пружина – это отражение человеческой мысли и стремления к познанию.

Исследователи подчеркивают, что предложенный ими метод – это не статичная схема, а динамичный процесс. Он требует постоянного обновления и адаптации к новым достижениям в области искусственного интеллекта и когнитивных наук. Подобно тому, как художник постоянно совершенствует свое мастерство, так и исследователи должны постоянно оттачивать свои методы оценки и анализа.

Работа авторов – это не просто научный труд, но и приглашение к диалогу. Они призывают коллег присоединиться к их усилиям по созданию более надежной и всесторонней системы оценки AGI. Вместе мы можем приблизиться к пониманию того, что делает нас разумными, и создать ИИ, который действительно будет соответствовать нашим ожиданиям.

Исследование, представленное авторами, подчеркивает неравномерность развития современных ИИ-систем, выявляя значительные пробелы в области долговременной памяти, несмотря на успехи в других когнитивных функциях. Это напоминает о сложности создания действительно общего искусственного интеллекта. Бертранд Рассел однажды заметил: «Всякая большая система неизбежно стареет, вопрос лишь в том, как она это делает». Эта фраза, на наш взгляд, особенно актуальна в контексте ИИ. Как и любые сложные системы, ИИ нуждается в постоянном рефакторинге и адаптации, чтобы не утратить свою функциональность и не стать жертвой собственной сложности. Авторы, предлагая количественную оценку когнитивных способностей на основе теории CHC, делают важный шаг к пониманию того, как обеспечить достойное старение этих систем, а значит, и к созданию по-настоящему общего интеллекта.

Что дальше?

Исследование, представленное авторами, обнажает знакомую истину: даже самые впечатляющие конструкции демонстрируют неравномерность в своем старении. Попытка количественно оценить Общий Искусственный Интеллект (AGI) через призму теории когнитивных способностей Кателла-Хорна-Кэрролла – шаг, безусловно, любопытный. Однако, сам факт выявления “зазубренности” способностей современных ИИ – не открытие, а констатация естественного процесса. Все системы несовершенны, и их ошибки – не провалы, а шаги к взрослению. Особенно заметен дефицит в области долговременной памяти – область, где время проявляет себя не как метрика прогресса, а как безжалостный разрушитель.

Вопрос не в том, чтобы создать систему, идеально воспроизводящую человеческий интеллект, а в том, чтобы понять, как эти несовершенства влияют на ее способность адаптироваться и эволюционировать. Дальнейшие исследования должны быть направлены не на “заполнение пробелов” в когнитивных способностях, а на изучение механизмов, позволяющих системам учиться на своих ошибках и использовать их как основу для дальнейшего развития. Важно помнить, что время – это не просто среда для накопления данных, но и среда для возникновения и исправления ошибок.

В конечном счете, оценка AGI – это не поиск “цифрового двойника” человека, а попытка понять, как сложные системы стареют и как можно продлить их “достойное” существование. И в этом смысле, работа авторов – это не просто научное исследование, а философское размышление о природе интеллекта и времени.


Оригинал статьи: https://arxiv.org/pdf/2510.18212.pdf

Связаться с автором: https://www.linkedin.com/in/avetisyan/

Показать полностью 1
[моё] Наука Эволюция Исследования Будущее Статья Длиннопост
0
3
suhovvvvv
suhovvvvv

Концепция Рубашечно-дырового дуализма⁠⁠

1 месяц назад

На работе заметил, что порвалась рубаха на спине. Так появилась концепция.

1. Введение и Постановка Проблемы

Эмпирическим путём, через многократные наблюдения и горький опыт, было установлено, что состояние любого предмета одежды, относящегося к категории «рубашка» (включая футболки, поло и свитеры), не является стабильным и однозначным. В определённый момент времени рубашка может демонстрировать свойства целой материи, а в другой — свойства перфорированной структуры (дыры).

Этот фундаментальный дуализм не позволяет однозначно классифицировать объект и предсказать его поведение в будущем. Концепция рубашечно-дырового дуализма призвана объяснить эту двойственную природу.

2. Основной Постулат

Любая рубашка существует в суперпозиции состояний «целая ткань» и «дыра» до момента её непосредственного наблюдения владельцем, надевающим её с целью выхода в свет.

То есть, пока рубашка висит в шкафу или лежит в ящике, она одновременно и цела, и имеет дыру. Актом наблюдения (надевания) мы коллапсируем её волновую функцию в одно из двух состояний.

3. Доказательства и Экспериментальное Подтверждение

  • Эффект Наблюдателя: Рубашка, которую только что осматривали и признали целой, в момент официального мероприятия (например, свидания или важной встречи) внезапно проявляет свои дыровые свойства. Наиболее часто дыры локализуются в областях повышенного стресса: на животе, в подмышечных впадинах или на локтях.

  • Корпускулярно-волновые свойства: Рубашка ведёт себя как частица (корпускула), когда её нужно найти в переполненном шкафу (она имеет конкретное местоположение и массу). И как волна, когда она, будучи испачканной, распространяет чувство стыда и раздражения на всё окружающее пространство и сознание владельца.

  • Принцип Неопределённости: Невозможно одновременно точно установить координату рубашки в шкафу и её состояние относительно дыры. Чем тщательнее вы ищете рубашку (определяете координату), тем выше вероятность, что в процессе поисков вы за что-то зацепитесь и создадите в ней новую дыру (изменяете состояние).

4. Фундаментальные Взаимодействия

Переносчиками взаимодействия, приводящего к коллапсу в состояние «дыра», являются:

  • Гравитационные силы: Когти домашних животных, острые углы мебели.

  • Электромагнитные силы: Статическое электричество, притягивающее к рубашке случайные мелкие предметы, способные её прожечь.

  • Сильные взаимодействия: Неудачно зацепиться за ручку двери — взаимодействие короткодействующее, но крайне интенсивное, приводящее к мгновенному разрыву.

  • Слабые взаимодействия: Медленное, но необратимое разрушение ткани в результате многократных стирок и взаимодействия с химическими агентами (стиральный порошок, пот).

5. Следствия и Практическое Применение

  • Принцип дополнительности Бора: Целостность рубашки и её дырявость — два взаимодополняющих свойства. Полную картину объекта можно получить, только учитывая оба аспекта, хотя проявиться в данный момент может только один.

  • Эффект Туннелирования: Рубашка, даже будучи новой и висящей в самом дальнем углу шкафа, имеет ненулевую вероятность спонтанно превратиться в дырявую, «протуннелировав» через энергетический барьер в виде вашей невнимательности.

  • Практическое применение концепции: Единственным способом борьбы с дуализмом является принцип квантовой запутанности. Необходимо иметь в гардеробе несколько идентичных рубашек. Надевая одну и обнаруживая её дырявой, вы мгновенно (со сверхсветовой скоростью) влияете на состояние её запутанных партнёров в шкафу, заставляя их коллапсировать в состояние «целая». Это позволяет вам быстро произвести замену.

6. Заключение

Рубашечно-дыровой дуализм — это фундаментальный закон бытовой физики, не поддающийся отмене. Его понимание не избавит вас от появления дыр, но позволит философски относиться к этому процессу, осознавая, что вы являетесь свидетелем великих квантовых законов, проявляющихся в макромире вашего гардероба.

Показать полностью
[моё] Сознание Философия Эволюция Наука Текст Псевдонаука Юмор
1
3
PNIPU
PNIPU

Ученые Пермского Политеха создали виртуальную модель эпителиальной ткани, способную прогнозировать развитие серьезных медицинских патологий⁠⁠

1 месяц назад

Способность организма к регенерации — сложный биологический процесс, при котором клетки координированно восстанавливают поврежденные ткани. Однако при различных патологиях эта система нарушается. У пациентов с диабетом возникают незаживающие язвы, после ожогов образуются рубцы, а при онкологии естественные механизмы клеточного деления и миграции приводят к метастазированию. Принципиально важно, что и нормальное заживление, и патологический рост опухоли управляются единым механизмом — движением эпителиальных клеток. Современные методы исследования ограничены: эксперименты в пробирке не отражают реальную сложность организма, врачи видят лишь конечные стадии болезней, а компьютерные модели либо игнорируют химические сигналы, либо используют упрощенные расчеты. Это мешает понять начальные этапы развития заболеваний. Ученые Пермского Политеха разработали алгоритм, который воспроизводит поведение живых тканей при порезах, ожогах, онкологических процессах — и прогнозирует их дальнейшее развитие.

Статья опубликована в «Российском журнале биомеханики», т. 29, №3, 2025. Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского научного фонда, грант № 23-71-01020.

Человеческий организм — сложнейшая система, и его основа — это ткани, состоящие из миллионов клеток. Его способность к регенерации после травм кажется нам чем-то само собой разумеющимся, однако на деле это сложнейший биологический механизм. Мы редко задумываемся, что за обычным заживлением раны (например, царапины) стоит целая совокупность слаженных реакций на микроуровне. Всего за несколько дней незаметные для глаза компоненты кожи успевают распознать повреждение, «согласовать» свои действия и полностью воссоздать утраченную биологическую структуру.

Однако иногда система дает серьезные сбои. При различных патологических состояниях естественные процессы восстановления выходят из строя, что приводит к тяжелым последствиям для организма. Например, у пациентов с сахарным диабетом, даже незначительная ссадина может трансформироваться в хроническую язву, которая не заживает месяцами. Это происходит из-за сбоя кровоснабжения тканевых структур и нарушения нервных окончаний.

Схожие проблемы возникают после обширных операций или термических ожогов, когда регенерация часто проходит тяжело и не без последствий. Вместо здоровой кожи может сформироваться грубый рубец, который не только создает косметический дефект, но и может ограничить подвижность суставов или нарушить функцию органов.

Однако наиболее опасное развитие событий наблюдается при онкологических заболеваниях, когда естественные процессы поведения структурных единиц начинают работать против организма. Запрограммированная природой способность биологических элементов к заживлению — их миграция и активное деление — превращается в смертельное оружие, приводящее к образованию метастазов — новым очагам опухоли. Они возникают в разных частях тела, и являются основной причиной гибели пациентов.

Как ни парадоксально, но и заживление ран, и рост опухоли управляются одним и тем же фундаментальным принципом — движением элементов эпителиальной ткани.

Чтобы научиться контролировать этот механизм, ученые применяют разные методы. Традиционно биологи наблюдают за клетками в пробирке, а врачи исследуют образцы уже развившихся опухолей у пациентов. Существуют и компьютерные модели, но они имеют недостатки: одни учитывают только физические свойства клеток, игнорируя химические сигналы, другие используют упрощенные расчеты и не могут точно описать изменение формы клеток при делении или движении. Все это создает ограничение таких подходов — они не способны полностью воспроизвести сложность живого организма, показывая лишь конечный результат болезни и упуская ее начальные и самые важные стадии развития.

Ученые Пермского Политеха создали уникальную компьютерную модель, в которой впервые учли механические и химические свойства каждой отдельной клетки. Она позволила воссоздать реальное поведение живых тканей при различных патологических состояниях — порезах, ожогах, онкологических процессах, а главное предсказать их последующие действия.

Преимущество данной разработки в том, что она объединяет два важных принципа. Первый — это агентный подход, где каждая клетка способна вести себя как самостоятельный объект со своими свойствами. Второй — учет хемомеханических взаимодействий, то есть того, как химические сигналы организма влияют на физическое состояние структурного элемента и наоборот. Например, человек почувствовал запах еды (химический сигнал) и пошел на кухню (движение). И наоборот — когда он начинает жевать (механическое воздействие), во рту выделяется слюна (биохимическая реакция). Так же и клетки: биохимические сигналы заставляют их перемещаться, а физическое давление — менять внутриклеточные процессы.

Виртуальные биологические единицы ведут себя подобно живым: двигаются, делятся, меняют форму, взаимодействуют с «соседями», а также могут чувствовать сжатие, растяжение и даже «толкаться» друг с другом. Это похоже на то, как стая птиц синхронно меняет направление полета — каждая чувствует движение соседей и мгновенно подстраивается под общий поток, сохраняя расстояние и положение.

Чтобы проверить работоспособность цифрового аналога, исследователи воспроизвели «реальную» травму (порез), при которой мозг запускает механизм оповещения о повреждении. Результат превзошел ожидания: виртуальные клетки продемонстрировали скоординированное движение к источнику сигнала, полностью повторив естественный процесс регенерации тканей. Это подтвердило, что модель точно воспроизводит все принципы восстановления как в живых организмов.

— Наша внутренняя среда неоднородна — она содержит как жесткие (костные структуры, импланты), так и упругие границы (мышечная система, специальные биоматериалы). Исследования показали, что биологические элементы ведут себя совершенно по-разному в зависимости от типа окружающих препятствий. На жестких границах возникает зона максимального давления — клетки упираются в неподвижную преграду, формируя плотные скопления и опасные точки напряжения. В то же время упругие, податливые границы позволяют равномерно распределять нагрузку — клетки мягко отодвигают эластичные препятствия, снижая внутреннее давление и формируя более здоровую структуру, — поделился Иван Красняков, доцент, научный сотрудник кафедры «Прикладная физика» ПНИПУ, кандидат физико-математических наук.

В ходе численного исследования были выявлены параметры поведения клеточных единиц. Ученые обнаружили, что существует «золотая середина», при которой сохраняется баланс между мобильностью и целенаправленным движением. При избыточной подвижности компоненты ткани теряют организованность.

— Деление клеток является одним из процессов, обусловливающих внутритканевую переупаковку (естественное изменение взаимного расположения клеток при делении, росте или восстановлении тканей). Когда структурные элементы перестают делиться, то возникают области с повышенным давлением. Тем самым нарушается естественное перераспределение нагрузки между соседними элементами. Без этого механизма физическое напряжение накапливается, как в переполненном офисе, где сотрудников меньше, а работы столько же. Это приводит к тяжелым последствиям: при диабете клетки кожи не могут закрывать раны, а в легких образуется рубцовая ткань вместо здоровой. Прекращение деления лишает ее главного инструмента саморегуляции, что постепенно разрушает структуру и функции, — рассказал Максим Бузмаков, младший научный сотрудник кафедры «Прикладная физика».

Особое значение также занимает энергетический баланс системы. Модель показала, что при нарушении деления биологических единиц энергия в клеточной системе распределяется неравномерно — в некоторых участках она достигает критических значений, что непосредственно связано с развитием патологий. Например, при фиброзе легких избыточная энергия в органах приводит к образованию плотных рубцов, а при хронических ранах у диабетиков нарушение энергетического баланса препятствует нормальному заживлению.

На практике, например, в онкологии предложенная модель будет работать следующим образом: у пациента берут образец биологического материала (гистологическую пробу), измеряют ключевые параметры клеток — их механические свойства, склонность к делению и миграции. Затем данные вводятся в систему, что позволяет воспроизвести индивидуальное развитие опухолевой ткани, спрогнозировать ее рост, потенциальное метастазирование и оценить эффективность различных терапевтических воздействий на течение болезни с помощью компьютерного моделирования — до их применения на пациенте.

Такой подход демонстрирует, что разработанная компьютерная платформа может применяться в широком спектре задач благодаря своей гибкости. Она открывает возможности для восстановительной медицины — от предсказания заживления ран до борьбы с раком. В онкологии модель может быть применима как инструмент помощи в принятии решений для лечащего врача, а в фармакологии — ускорить доклинические испытания препаратов. Большую ценность разработанная математическая методология имеет для персонализированной медицины: создавая цифровую копию ткани пациента, врачи смогут подбирать индивидуальное лечение для каждого человека.

Показать полностью
Ученые Научпоп Наука Исследования Клетка Ткань Текст Длиннопост
0
64
IvanBobrovNK

Селекционный метод: 170 лет со дня рождения Ивана Мичурина⁠⁠

1 месяц назад

Дворянская семья Мичуриных из поколения в поколение увлекалась садоводством, но именно Иван Владимирович превратил это увлечение в науку. Его идеи по селекции и акклиматизации растений до сих пор лежат в основе современных программ выведения новых сортов.

Уже в восьмилетнем возрасте Иван в совершенстве умел производить окулировку, копулировку и аблактировку растений.

Окулировка – прививка растения глазком: на коре подвоя делают надрез и вставляют туда почку. Самый распространённый способ прививки плодовых деревьев и роз

Окулировка – прививка растения глазком: на коре подвоя делают надрез и вставляют туда почку. Самый распространённый способ прививки плодовых деревьев и роз

Копулировка – прививка растения черенком: подвой и привой подрезают под одинаковым углом, совмещают срезы и туго обвязывают. Применяется при весенней прививке молодых растений

Копулировка – прививка растения черенком: подвой и привой подрезают под одинаковым углом, совмещают срезы и туго обвязывают. Применяется при весенней прививке молодых растений

Аблактировка – прививка растения сближением: два растущих рядом растения надрезают и соединяют так, чтобы их камбиальные слои срослись

Аблактировка – прививка растения сближением: два растущих рядом растения надрезают и соединяют так, чтобы их камбиальные слои срослись

У юноши был непростой характер: из гимназии его выгнали за непочтительность к директору, а небольшую должность на железнодорожной станции он потерял из-за конфликта с начальником.

От голода молодого человека спасло открытие собственной мастерской по починке часов. В свободное же время он по-прежнему занимался садоводством

От голода молодого человека спасло открытие собственной мастерской по починке часов. В свободное же время он по-прежнему занимался садоводством

В 1875 году Иван Мичурин арендовал под Козловом усадьбу и превратил её в лабораторию по селекции растений. За несколько лет собрал коллекцию из более чем 600 видов, но вскоре участок стал тесен. В 1888 году, после долгих поисков средств, он купил землю у слободы Турмасово – 12,5 десятин, из которых половина была пригодна к работе.

На новом участке семья Мичурина жила, по сути, в шалаше, перенося растения на себе за семь километров.

Именно здесь Мичурин создал первые собственные сорта вишни, малины, абрикоса и заложил один из первых в России селекционных питомников

Именно здесь Мичурин создал первые собственные сорта вишни, малины, абрикоса и заложил один из первых в России селекционных питомников

Всему миру стали известны «мичуринские розы». Ученый стремился создать морозостойкие, выносливые и необычные по окраске сорта. Скрещивая дикие виды – ругоза, лютеа, люцида – с чайными и ремонтантными розами, он вывел десятки межвидовых гибридов. Среди них: «Мать Жёлтых», первая устойчивая жёлтая роза в России, пурпурно-синие «Князь варягов», «Князь Рюрик», «Нептун», пахнущая фиалками «Царица света».

20 тыс рублей золотом предлагали Мичурину голландские селекционеры за луковицы этих цветов при условии, что они больше не будут выращиваться в России. Мичурин отказался, сохранив своё открытие для отечественной науки

20 тыс рублей золотом предлагали Мичурину голландские селекционеры за луковицы этих цветов при условии, что они больше не будут выращиваться в России. Мичурин отказался, сохранив своё открытие для отечественной науки

После революции питомник Мичурина национализировали, но ему самому позволили его возглавить. В целом отношения между ученым и советской властью наладились сразу: в 1922 году его работу отметил Владимир Ленин, в 1931 году ученого наградили орденом Ленина.

В честь 60-летия трудовой деятельности Ивана Владимировича Мичурина город Козлов, в котором он прожил почти всю жизнь, переименовали в Мичуринск.

Это название город носит до сих пор

Это название город носит до сих пор

После смерти Мичурина его имя стало символом для Трофима Лысенко, провозгласившего «мичуринскую биологию» основой советской науки.

На деле Лысенко исказил идеи учёного: вместо научной селекции он выдвинул псевдотеории о «переустройстве природы» и наследовании приобретённых признаков. Под лозунгом борьбы с «реакционной генетикой» Лысенко подавил настоящую науку, а мичуринское имя использовал как прикрытие.

Сам Мичурин, опиравшийся на эксперименты и наблюдения, друживший с настоящим генетиком Николаем Вавиловым, к подобным измышлениям отношения не имел.

Источник данных:

Голиков К. А., Лаптева Е. М. Биолог и селекционер Иван Владимирович Мичурин (К 165-ЛЕТИЮ СО ДНЯ РОЖДЕНИЯ) //Наука в вузовском музее. – 2020. – С. 38-41.

Гончаров Н. П., Савельев Н. И. К 160-летию со дня рождения Ивана Владимировича Мичурина //Вавиловский журнал генетики и селекции. – 2015. – Т. 19. – №. 3. – С. 339-358.

Показать полностью 9
История России История (наука) Мичурин Наука Селекция Роза Яблоня Генетика Познавательно Факты 19 век 20 век Люди Хочу все знать Политика Длиннопост
6
user11211736
Серия религия, философия

Архетипы и образы коллективного бессознательного⁠⁠

1 месяц назад

Архетипы и образы коллективного бессознательного — это как бы «общие воспоминания» человечества, которые хранятся не в обычной памяти, а на более глубоком уровне. Представьте себе, что это похоже на генетическую память, только не про гены, а про опыт всего человечества.

Энергетическая природа этих образов означает, что они обладают определенной силой влияния на нас. Это не просто абстрактные идеи — они могут реально воздействовать на наше поведение, эмоции и даже физическое состояние.

Как они попадают к нам?

  • Через органы чувств:

    • зрение (то, что мы видим)

    • слух (то, что мы слышим)

    • осязание (то, что мы чувствуем)

    • обоняние (то, что мы нюхаем)

    • вкус (то, что мы едим)

  • Через питательные среды:

    • вода, которую мы пьем

    • воздух, которым мы дышим

    • пища, которую мы едим

Пример из жизни:
Представьте, что вы видите красивую еду на столе. Это не просто визуальный образ — через глаза к вам поступает не только информация о форме и цвете, но и определенный энергетический заряд, который может вызывать аппетит или отвращение. То же самое происходит, когда вы вдыхаете аромат еды или пробуете её на вкус.

Коллективное бессознательное — это как огромный склад таких образов, который существует независимо от конкретного человека. Эти образы могут долго «спать» в нашем подсознании, но при определенных условиях могут активизироваться и влиять на наше поведение.

Почему это важно?
Понимание этой концепции помогает объяснить, почему:

  • Мы иногда действуем неосознанно

  • Нас могут «соблазнять» определенные вещи

  • Мы испытываем необъяснимые эмоции

  • У нас появляются странные желания или страхи

Эти архетипы будут существовать до тех пор, пока существует человечество, потому что они являются частью нашей общей психической природы. Они как бы «встроены» в нас на глубоком уровне и передаются из поколения в поколение, хотя мы не всегда осознаем их влияние.

Показать полностью
Эволюция Наука Эзотерика Текст
5
DrReamer
DrReamer

Ответ на пост «Почему мир выбрал неудобную клавиатуру?»⁠⁠1

1 месяц назад

Сейчас, конечно, учитывая массовое распространение "ЙЦУКЕН-QWERTY", говорить о внедрении новой клавиатурной раскладки не приходится. Просто хочу поделиться своим видением того, как могли выглядеть наши клавиатуры, если бы Советский Союз шёл не по пути распада, а по пути поступательного научно-технического прогресса.

Переделывать раскладку клавиатуры, чтобы ускорить печать имеет смысл, если речь идёт о наборе текста с листа. При наборе из головы скорость печати всегда будет ограничена скоростью мысли. Если и изменять раскладку клавиатуры, то для максимального упрощения обучения. Без испытаний можно только догадываться, насколько происходит ускорение обучения печати, но могу предположить, что речь идёт о, как минимум, пятикратном уменьшении времени на запоминание расположения клавиш.

В предлагаемой раскладке буквы расположены от центра к краю в виде мнемонической фразы «СБРУЯШ ЗПЛЮЙЩ НАДЕКЪ МОТИГЬ ХЧВЭ ЖЦФЫ», запомнив эту фразу, можно сформировать представление о расположении на клавиатуры 32 букв. Эту фразу можно расшифровать в лозунг:

«От притеснения освободись,

С надеждой на успех трудись!

Хочешь, возмущайся громко,

Но жизни цикл фыркнет только...»

(СБРУЯШ - От притеснения; ЗПЛЮЙЩ - освободись; НАДЕКЪ - С надеждой; МОТИГЬ - трудись; ХЧВЭ - ХоЧешь, (Вэ)озмущайся; ЖЦФЫ - Жизни Цикл ФЫркнет)

Помимо этого распределение букв происходит по парам по признаку схожести их звучания или начертания, выведенному на основе таблицы глухих и звонких звуков, и размещения парных букв относительно центра клавиатуры симметрично друг другу (К-Г, Д-Т, Х-Ж и т.д). Благодаря чему между парными буквами и одинаковыми движениями соответствующих пальцев левой и правой руки формируется рефлекторная взаимосвязь, облегчающая запоминание расположения букв.

Ещё на раскладке используется совмещения на одних и тех же клавишах букв русского и английского языка по признаку фонетической схожести, а также совмещения на одних и тех же клавишах одинаковых символов и знаков препинания. Благодаря чему при обучении печати на одном языке одновременно происходит опосредованное формирование навыка печати и на втором языке.

Раскладка "СБРУЯ"

Раскладка "СБРУЯ"

Показать полностью 1
[моё] Наука Технологии Техника Компьютер Компьютерное железо Apple Ответ на пост
23
4
PNIPU
PNIPU

От града до космической пыли: модель ученых ПНИПУ в 2 раза точнее аналогов определяет место и силу удара⁠⁠

1 месяц назад

Микроскопические повреждения, невидимые глазу, могут стать причиной серьезных проблем в авиации и космонавтике. Ученые Пермского Политеха разработали математическую модель специального сенсорного полимерного покрытия, которое, словно нервная система, мгновенно "чувствует" и точнее аналогов определяет место и силу даже самых незначительных повреждений.

Статья опубликована в научном журнале «Вестник ПНИПУ. Механика».

Одной из частых причин повреждений техники является постоянное воздействие микроскопических частиц (песка, пыли, льда) на поверхность оборудования. В аэрокосмической отрасли этот процесс может привести к разрушению защитного слоя приборов, ухудшению их прочностных и аэродинамических характеристик, появлению трещин. Со временем накопление незаметных дефектов создает угрозу безопасности, требует дорогостоящих ремонтов и досрочной замены деталей.

Особую сложность представляет одновременное определение двух ключевых параметров: конкретных координат повреждения и величины приложенной силы. Сейчас для измерения воздействия используют разные типы датчиков, но существующие индикаторные покрытия фиксируют только факт удара и не дают точной информации о его месте, что значительно снижает эффективность систем мониторинга.

К примеру, при попадании крупиц града на корпус самолета, существующие датчики зафиксируют удар, но не смогут определить, какие именно места повреждены, что важно для оценки прочности и обеспечения безопасности полета.

Ученые Пермского Политеха разработали математическую модель специального сенсорного полимерного покрытия со встроенной в него двойной спиралью электродов для анализа механических ударных воздействий. Оно наносится на поверхность конструкции и позволяет точно определять локацию и величину удара, а также прогнозировать возможные повреждения конструкции.

Предлагаемая технология принципиально отличается от существующих подходов, так как стандартные решения для мониторинга используют датчики, которые устанавливаются точечно и имеют погрешность до 20%.

Созданная учеными модель представляет собой легкую, тонкую и гибкую полимерную пленку с пьезоэлектрическим эффектом, армированную двойной спиралью проволочных электродов. Его «приклеивают» на внешние элементы критически важных конструкций, например, аэрокосмической техники, а малый вес делает этот материал перспективным для использования в этой и других сферах.

Принцип его работы основан на пьезоэффекте полимерной пленки: в момент удара в пленке в зоне силового воздействия возникает локальное давление, что приводит к появлению электрического поля в этой зоне и информативных электрических импульсов на встроенных электродах. Информативные электрические импульсы измеряются на выходах электродов, и анализируются величины и временные интервалы между импульсами, что с высокой точностью определяет одновременно и место, и силу удара, обеспечивая эффективный мониторинг состояния протяженных поверхностей.

— Когда твердая частица ударяется о сенсорное покрытие, возникает импульс, который обрабатывает математическая модель. Такая система с минимальной погрешностью может одновременно определить три ключевых параметра: точку удара, его силу и величину локальной прочности конструкции. Это в 2 раза повышает точность в сравнении с аналогами, — отмечает Андрей Паньков, профессор кафедры «Механика композиционных материалов и конструкций», доктор физико-математических наук.

Согласно расчетам модели, время между механическим воздействием и формированием сигнала составляет порядка микросекунды. Это позволяет регистрировать даже сверхбыстрые последовательные удары. Например, при воздействии частиц космической пыли на корпус космической станции, разработка ученых создаст электрический сигнал в месте столкновения. Эти данные по электродам будут передаваться в систему, что позволит оператору вовремя понять характер и силу повреждения.

– Тестирование технологии проводилось методом численного моделирования на компьютере: мы виртуально, на основе математической модели, воспроизводили удар жесткой шаровой частицы по поверхности сенсорного покрытия. В рамках исследования были проанализированы основные возникающие при этом физические процессы: локальное неоднородное деформирование его в месте удара и генерация электрических сигналов на электродах, — комментирует Андрей Паньков.

Разработанная технология обладает практическими преимуществами: простотой нанесения покрытия, высокой точностью измерений и возможностью масштабирования на элементах любой площади. К примеру, в авиации такой материал способен мгновенно обнаружить попадание по корпусу самолета крупного града или бетонной крошки от посадочной полосы при взлете или посадке, предотвращая скрытые поломки.

Результаты разработки подтверждают перспективность ее применения для мониторинга механических повреждений в авиакосмической технике и машиностроении, где особое значение имеет оперативное обнаружение и устранение возможных микроповреждений от различных внешних силовых воздействий.

Показать полностью
Ученые Научпоп Наука Авиация Текст
0
60
GoodCurrentNews
GoodCurrentNews

Здоровье на 3D-принтере: как развивается биопечать в России⁠⁠

1 месяц назад

🧬 Россия стала мировым лидером по трансплантации с применением технологии биопринтера — только в части восстановления утраченного слуха выполнены процедуры 40 пациентам. А ещё в 2018 году российские учёные создали и отправили на орбиту первый в мире биопринтер, который позволяет печатать в условиях микрогравитации.

Перейти к видео

https://tass.ru/nauka/25263675

Россия Ученые Технологии Наука Медицина Видео
3
Посты не найдены
О нас
О Пикабу Контакты Реклама Сообщить об ошибке Сообщить о нарушении законодательства Отзывы и предложения Новости Пикабу Мобильное приложение RSS
Информация
Помощь Кодекс Пикабу Команда Пикабу Конфиденциальность Правила соцсети О рекомендациях О компании
Наши проекты
Блоги Работа Промокоды Игры Курсы
Партнёры
Промокоды Биг Гик Промокоды Lamoda Промокоды Мвидео Промокоды Яндекс Маркет Промокоды Пятерочка Промокоды Aroma Butik Промокоды Яндекс Путешествия Промокоды Яндекс Еда Постила Футбол сегодня
На информационном ресурсе Pikabu.ru применяются рекомендательные технологии