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Technologie d'IA inspirée de la mouche papillon

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Technologie d'IA inspirée de la mouche papillon

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Intégration optochimique inspirée du papillon. A) Abstraction simplifiée des stimuli visuels et chimiques chez les papillons mâles et de la voie d'intégration visuo-chimique chez les papillons femelles. b) Dispositifs neuronaux inspirés des papillons composés de MoS monocouche2 Neurones afférents visuels basés sur des transistors, neurones chimiorécepteurs basés sur le graphène et MoS2 Circuits de couplage de simulation neuronale basés sur des transistors. crédit: Matériaux avancés (2023). est ce que je: 10.1002/adma.202307380

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Intégration optochimique inspirée du papillon. A) Abstraction simplifiée des stimuli visuels et chimiques chez les papillons mâles et de la voie d'intégration visuo-chimique chez les papillons femelles. b) Dispositifs neuronaux inspirés des papillons composés de MoS monocouche2 Neurones afférents visuels basés sur des transistors, neurones chimiorécepteurs basés sur le graphène et MoS2 Circuits de couplage de simulation neuronale basés sur des transistors. crédit: Matériaux avancés (2023). est ce que je: 10.1002/adma.202307380

Lorsqu'il s'agit d'accouplement, deux choses sont importantes pour les papillons Heliconius : l'apparence et l'odeur de leur partenaire potentiel. Les papillons noirs et orange ont un cerveau incroyablement petit, mais ils doivent traiter les deux entrées sensorielles en même temps, ce qui est plus que ce que les techniques d'IA actuelles peuvent réaliser sans consommation d'énergie importante.

Pour rendre l’IA aussi intelligente que les papillons, une équipe de chercheurs de Penn State a créé une plateforme d’IA multisensorielle plus avancée et utilisant moins d’énergie que les autres technologies d’IA.

Les techniques actuelles d’IA ne parviennent souvent pas à imiter les processus décisionnels multisensoriels utilisés par les humains et les animaux, ont indiqué les chercheurs. Cela pourrait limiter la possibilité d’utiliser l’IA dans des robots et des capteurs intelligents qui détectent des dangers tels que des structures défectueuses ou des fuites chimiques imminentes.

« Si vous pensez à l'intelligence artificielle dont nous disposons aujourd'hui, nous disposons de très bons processeurs d'images qui s'appuient sur des processeurs visuels ou d'excellents processeurs de langage qui utilisent la voix », a déclaré Saptarshi Das, professeur agrégé de sciences de l'ingénierie et de mécanique et auteur correspondant de l'étude. publié dans Matériaux avancés.

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« Mais quand on pense à la plupart des animaux ainsi qu'aux humains, la prise de décision repose sur plus d'un sens. Bien que l'IA fonctionne bien avec une seule entrée sensorielle, la prise de décision multisensorielle ne se produit pas avec l'IA actuelle. »

Les papillons Heliconius choisissent un partenaire via un signal visuel simultané (constatant que le motif des ailes du partenaire potentiel est en fait celui du papillon Heliconius) et un signal chimique provenant des phéromones libérées par l'autre papillon. Il est à noter que le papillon y parvient grâce à un petit cerveau qui utilise un minimum d'énergie, a déclaré Das. Cela contraste directement avec l’informatique moderne, qui consomme une grande quantité d’énergie.

« Les cerveaux des papillons et de nombreux autres animaux sont très petits et utilisent de faibles quantités de ressources, à la fois en termes d'énergie utilisée et de taille physique du cerveau », a déclaré Das. « Cependant, ils effectuent des tâches arithmétiques qui reposent simultanément sur plusieurs entrées sensorielles. »

Pour simuler électroniquement ce comportement, les chercheurs se sont tournés vers une solution potentielle impliquant des matériaux 2D, d’une épaisseur de un à quelques atomes. Les chercheurs ont développé une plateforme de dispositifs composée de deux matériaux 2D, le sulfure de molybdène (MoS).2) et du graphène.

ministère de Commerce2 Une partie de la plate-forme matérielle est un bus mémoire, un dispositif électronique capable d'effectuer des opérations de mémoire et d'informations. Les chercheurs ont choisi MoS2 Pour ses capacités de détection de la lumière, qui imitent les capacités visuelles d'un papillon.

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La partie graphène de l'appareil est un transistor chimique capable de détecter des molécules chimiques et d'imiter la détection d'une phéromone dans le cerveau d'un papillon.

« Le signal visuel et le signal chimique de la phéromone déterminent si la femelle papillon s'accouplera ou non avec le papillon mâle », a déclaré le co-auteur Subir Ghosh, étudiant en deuxième année de doctorat en ingénierie et sciences mécaniques.

« Nous avons donc eu une idée inspirée par cela, en réfléchissant à la manière dont nous pouvons obtenir des matériaux 2D dotés de ces capacités. »2 Le graphène chimiquement actif peut être combiné pour créer une plate-forme optochimique intégrée pour l'intelligence artificielle et l'informatique neuronale.

Les chercheurs ont testé leur appareil en exposant le capteur bi-matériau à différentes lumières colorées, en simulant des signaux visuels et en appliquant des solutions avec différentes compositions chimiques qui ressemblent aux phéromones libérées par les papillons de nuit.

L'objectif était de voir dans quelle mesure leur capteur pouvait intégrer les informations provenant à la fois d'un photodétecteur et d'un capteur chimique, de la même manière que le succès de l'accouplement d'un papillon dépend de la correspondance de la couleur des ailes et de la force des phéromones.

En mesurant la réponse de sortie, les chercheurs ont déterminé que leur appareil pouvait intégrer de manière transparente des signaux optiques et chimiques. Ils ont déclaré que cela mettait en évidence la capacité de leurs capteurs à traiter et interpréter simultanément divers types d’informations.

« Nous avons également introduit l'adaptabilité dans nos circuits de capteurs, de sorte qu'un signal puisse jouer un rôle plus important qu'un autre », a déclaré Yikai Zheng, doctorant de quatrième année en sciences de l'ingénieur et mécanique et co-auteur de l'étude. « Cette adaptabilité est similaire à la façon dont une femelle papillon ajuste son comportement d'accouplement en réponse à différents scénarios dans la nature. »

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Les chercheurs ont déclaré que la double détection dans un seul appareil est également plus économe en énergie que le fonctionnement actuel des systèmes d’IA. Ils collectent les données de différents modules de capteurs puis les transmettent à l'unité de traitement, ce qui peut entraîner des retards et une consommation d'énergie excessive.

Ensuite, les chercheurs ont déclaré qu'ils prévoyaient d'incorporer deux sens dans leur appareil à trois, imitant la façon dont les homards utilisent des signaux visuels, tactiles et chimiques pour détecter leurs proies et leurs prédateurs. L’objectif est de développer des dispositifs d’IA capables de gérer des scénarios décisionnels complexes dans divers environnements.

« Nous pourrions avoir des systèmes de capteurs dans des endroits comme une centrale électrique, qui détecteraient des problèmes potentiels tels que des fuites ou des systèmes défaillants sur la base de plusieurs signaux sensoriels », a déclaré Ghosh. « Comme une odeur chimique, un changement de vibration ou la détection visuelle des points faibles. Cela aiderait mieux le système et les employés à identifier rapidement ce qu'ils devaient faire pour résoudre le problème, car cela ne reposait pas uniquement sur un sens, mais sur plusieurs sens. »

Plus d'information:
Yicai Zeng et al., Plateforme neuronale multisensorielle inspirée du papillon pour l'intégration de signaux visuels et chimiques, Matériaux avancés (2023). est ce que je: 10.1002/adma.202307380

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Le Japon prépare ses premiers pas lunaires avec le programme Artemis

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Le Japon prépare ses premiers pas lunaires avec le programme Artemis

Les États-Unis et le Japon ont conclu un accord qui va changer le cours de l'exploration spatiale.

Selon la Maison BlancheEn échange de la fourniture par le Japon d'un véhicule pressurisé qui augmenterait considérablement la capacité des astronautes à explorer la surface lunaire, la NASA inclura deux astronautes japonais dans les futures missions Artemis sur la Lune. Ils seraient les premiers non-Américains à marcher sur la Lune si la mission Artemis avait lieu avant une mission chinoise prévue.

La NASA a dit La contribution du Japon à Artemis « permettra aux astronautes de voyager plus loin et de mener des recherches scientifiques dans des zones géographiques diverses en servant d'habitat mobile et de laboratoire permettant aux astronautes de vivre et de travailler pendant de longues périodes ». La NASA a également indiqué qu'elle pouvait « accueillir deux astronautes pendant 30 jours maximum pendant leur transit dans la région proche du pôle sud de la Lune ». L'agence spatiale vise à « utiliser le rover pressurisé sur Artemis VII et les missions ultérieures sur une durée de vie approximative de 10 ans ».

Certes, les relations américano-japonaises ont connu des hauts et des bas. En 1853, le commodore Matthew Perry dirigea un escadron de navires de la marine américaine dans les eaux japonaises et, grâce à une combinaison de menaces et de diplomatie, Il met fin à la période d'isolement du Japon qui a duré plus de deux siècles. Et j’ai fait connaître ce pays au monde. Finalement, après Guerre russo-japonaise Entre 1904 et 1905, le Japon devient une puissance mondiale.

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Plus tard au cours du XXe siècle, les États-Unis et leurs alliés se sont engagés dans une lutte à mort avec le Japon à travers le Pacifique, qui a commencé avec le blitz de Pearl Harbor et s’est terminée par le largage des bombes atomiques sur Hiroshima et Nagasaki. Le Japon a passé la majeure partie du reste du XXe siècle en tant qu’allié des États-Unis pendant la guerre froide, mais rival en matière de développement commercial et technologique.

Au XXIe siècle, une nouvelle guerre froide a éclaté, dans laquelle la Chine est devenue l’ennemi principal. Comme pour le premier volet, une partie de ce conflit se déroule dans l’espace. Lorsque le programme Artemis a débuté, les États-Unis ont ajouté un certain nombre de fonctionnalités qui constituaient une amélioration par rapport au programme Apollo visant à faire atterrir un homme sur la Lune, la moindre d'entre elles étant de faire du retour sur la surface lunaire un effort international.

L’une de ces caractéristiques est les Accords Artemis, un accord entre nations sur les règles selon lesquelles l’exploration spatiale sera menée. La Suisse et la Suède sont les signataires les plus récents du traité. Sur les 38 accords et cela continue.

La NASA a également démontré qu'Artemis est un effort international en incluant l'astronaute canadien Jeremy Hansen, dans le cadre de la mission en orbite lunaire Artemis 2, prévue pour la fin de 2025. L'inclusion de deux astronautes japonais dans les missions Artemis ultérieures est la prochaine étape logique de cette stratégie.

Comment les deux pays bénéficient-ils de ce partenariat lunaire ?

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Le Japon a un accès direct à la technologie qui sera développée grâce à Artemis, qui aura des applications spatiales et terrestres. Tout aussi important, le pays aura le droit de se vanter d’avoir fait marcher ses astronautes sur la Lune.

La NASA acquiert ce qui est en réalité un VR lunaire, un véhicule pressurisé capable d'emmener deux astronautes sur de longues distances à travers la surface lunaire, visitant des sites très éloignés du site d'atterrissage. Les astronautes peuvent travailler et vivre à l’intérieur du vaisseau spatial en manches de chemise et émerger dans des combinaisons spatiales pour prélever des échantillons géologiques et laisser derrière eux des expériences. La transaction est distincte de Les trois rovers lunaires commerciaux Récemment annoncé par la NASA.

Les projets d’exploration spatiale à grande échelle, y compris le programme initial Apollo visant à faire atterrir des humains sur la Lune et sur la Station spatiale internationale, ont toujours inclus un élément de pouvoir politique doux. Les États-Unis ont mené le programme Apollo pour éblouir le monde avec leurs prouesses technologiques, importantes pendant la guerre froide avec l’Union soviétique.

Artémis présente un aspect similaire de soft power politique mais avec une différence majeure par rapport à Apollo. Alors qu’il y a plus de 50 ans, le monde était censé assister aux premiers alunissages avec admiration (et avec crainte de la part des Soviétiques), le monde est désormais invité à se joindre aux prochains alunissages.

Aujourd’hui, le reste du monde, en particulier les pays qui ont signé les accords Artemis, doivent se demander comment ils peuvent envoyer leurs astronautes dans des missions Artemis sur la Lune. La NASA est ouverte aux affaires et nous pouvons nous attendre à d’autres annonces avec davantage de pays en temps voulu.

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Publié par Mark R. Whittington, qui écrit fréquemment sur la politique spatiale, a rédigé une étude politique sur l’exploration spatiale intitulée «Pourquoi est-il difficile de retourner sur la Lune ? » à coté « La Lune, Mars et au-delà« Et la dernière »Pourquoi l’Amérique retourne-t-elle sur la Lune ?« Il blogue dans Le coin des sans-abri.

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Des planètes comme la Terre et Jupiter pourraient-elles être utilisées comme laboratoires pour aider à résoudre les mystères cosmiques ?

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Des planètes comme la Terre et Jupiter pourraient-elles être utilisées comme laboratoires pour aider à résoudre les mystères cosmiques ?

Les planètes de notre système solaire, comme la Terre et Jupiter, pourraient être utilisées pour détecter les ondes gravitationnelles et mieux comprendre les mystères cosmiques – depuis le tout début de l’univers jusqu’à la matière noire, affirment les scientifiques.

Des chercheurs de l'Institut de physique des hautes énergies de Pékin et de l'Université des sciences et technologies de Hong Kong ont déclaré que les champs magnétiques de ces planètes serviraient d'observatoire géant.

En effet, cela aidera à convertir les ondes gravitationnelles insaisissables en particules lumineuses pouvant être captées par des capteurs spécialement conçus en orbite, a écrit l'équipe dans la revue à comité de lecture Physics Review Letters le mois dernier.

Les ondes gravitationnelles pour les nuls : qu’est-ce que c’est et pourquoi les scientifiques s’en passionnent ?

Ils ont déclaré que cette approche innovante pourrait conduire à l’observation d’ondes gravitationnelles à haute fréquence, probablement produites immédiatement après le Big Bang et impossibles à détecter avec les installations au sol actuelles.

« Nous avons démontré que les planètes proches, comme la Terre et Jupiter, peuvent être utilisées comme laboratoire pour détecter les ondes gravitationnelles à haute fréquence », ont écrit les chercheurs.

Les ondes gravitationnelles sont des ondulations de l’espace-temps provoquées par les processus les plus violents de l’univers. Par exemple, la collision de deux trous noirs en rotation peut libérer une énorme quantité d’énergie gravitationnelle, qui se propage dans toutes les directions s’éloignant de la source.

Ces ondulations cosmiques se déplacent à la vitesse de la lumière et contiennent des informations clés sur leurs origines et la nature de la gravité elle-même.

Alors qu'Albert Einstein avait prédit l'existence d'ondes gravitationnelles, leur détection s'est avérée extrêmement difficile car les ondes n'interagissent pas beaucoup avec la plupart des matières. Ils sont également souvent faibles et ne perturbent l’espace-temps que d’une quantité à peine mesurable.

Le succès de LIGO a stimulé une série de projets en cours et prévus pour rechercher des signaux d'ondes gravitationnelles inférieurs à 10 000 Hz, a déclaré dimanche au Science and Technology Daily, co-auteur de l'étude, Ren Jing, de l'Institut de physique des hautes énergies.

Mais elle a déclaré que la découverte des ondes gravitationnelles à haute fréquence avait une grande valeur scientifique car elles provenaient probablement du début inconnu de l'univers. Cela inclut la fusion de trous noirs primordiaux, donnant naissance aux premières ondes gravitationnelles du monde, et contient des informations clés sur la matière noire.

Les scientifiques ont découvert des moyens d’observer indirectement les ondes gravitationnelles à haute fréquence, notamment celles basées sur ce que l’on appelle l’effet Gertsenstein inverse. Ceci décrit la conversion entre les ondes gravitationnelles et les ondes électromagnétiques en présence d'un champ magnétique externe.

Lorsque la lumière traverse un champ magnétique puissant, elle produit une onde gravitationnelle, et vice versa, selon le physicien russe Mikhaïl Gertsenstein.

Pendant longtemps, cette idée a été considérée comme peu pratique du point de vue expérimental, car le champ magnétique devrait être astronomiquement grand et très largement distribué dans l’espace.

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Dans leur étude, l’équipe chinoise a proposé d’utiliser la Terre et Jupiter comme aimants massifs pour l’effet Gertsenstein inverse.

Le champ magnétique terrestre résulte du mouvement du fer en fusion dans son noyau, qui forme une magnétosphère qui s'étend loin dans l'espace et protège la planète des éruptions solaires et du rayonnement cosmique.

Les chercheurs ont calculé la quantité et les fréquences possibles des particules lumineuses qui seraient produites par les ondes gravitationnelles à haute fréquence traversant les magnétosphères de la Terre et de Jupiter. Ils ont dit que les résultats étaient très encourageants.

L’équipe a également utilisé des sondes scientifiques existantes – notamment le satellite japonais d’astronomie à rayons X Suzaku et le vaisseau spatial Juno de la NASA actuellement en orbite autour de Jupiter – pour montrer qu’elles pourraient avoir effectivement capturé certaines particules lumineuses converties à partir d’ondes gravitationnelles.

« Par rapport à d'autres méthodes de détection, notre approche peut couvrir une large gamme de fréquences d'ondes gravitationnelles. Nous aurons également confiance dans la force du champ magnétique, entre autres avantages », a déclaré Liu Tao, co-auteur de l'Université des sciences de Hong Kong. La technologie a déclaré au journal.

Les chercheurs ont déclaré que l'orbite et la direction de la sonde doivent être soigneusement conçues pour améliorer les résultats de détection.

« [Our study] « Cela devrait être considéré comme un point de départ pour une exploration plus systématique des opportunités offertes par un tel laboratoire naturel », écrivent-ils.

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Éco-îles du Venezuela

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Éco-îles du Venezuela

Cette photo, prise par un astronaute à bord de la Station spatiale internationale, capture le paysage luxuriant et dynamique du sud-est du Venezuela. La chaîne de montagnes Auyán-tepuí, également appelée massif d'Auyán, s'élève à des milliers de pieds au-dessus des environs, projetant des ombres le long de ses bords nord et ouest. Les rivières Caroni et Carao coulent à l'ouest du massif, convergeant près de Canaima et rejoignant finalement le fleuve Orénoque.

tomber à l'intérieur hauts plateaux de GuyaneLes montagnes de table – connues sous le nom de tepuis – ont des pentes verticales abruptes pouvant atteindre 3 000 mètres (10 000 pieds) de hauteur. Auyán-tepuí, l'un des plus grands tepuis, atteint une altitude d'environ 1 524 mètres (5 000 pieds).

En raison de son altitude, les zones sommitales des Tepuis ont un climat plus frais. Ce sont des îles écologiquement uniques, abritant des espèces de plantes et d’animaux que l’on trouve uniquement sur les sommets plats de la crête. La région de Tepui contient certaines des formations géologiques les plus anciennes de la Terre, estimées à plus de 1,7 milliard d'années, ce qui la rend plus ancienne que la Terre. Himalaya Et Appalaches Montagnes combinées.

La petite ville de Canaima apparaît comme une petite tache de couleur claire en haut à gauche de l'image. Les touristes visitant les tepuis atteignent la zone reculée via cette ville. A l'est de la rivière Caroni, Parc national Canaïma Il préserve les cascades, les rivières, les forêts tropicales et la faune sauvage comme les loutres géantes, les jaguars et les oiseaux exotiques. Le long de la rivière Carao, on peut voir des cascades, comme celle de Salto el Sapo, près de Canaema. Zone A Patrimoine mondial de l'UNESCOElle est connue pour son histoire géologique, son grand nombre d’espèces endémiques, sa biodiversité et sa beauté naturelle.

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Photo d'un astronaute ISS070-E-53609 Acquis le 4 janvier 2024 avec un appareil photo numérique Nikon D5 utilisant une focale de 240 mm. Il est fourni par l’installation d’observation de la Terre de l’équipage de la Station spatiale internationale et l’unité des sciences de la Terre et de télédétection du Johnson Space Center. La photo a été prise par l'un des membres Equipage d'expédition 70. L'image a été recadrée et améliorée pour améliorer le contraste, et les éléments de lentille ont été supprimés. le Programme de la Station spatiale internationale Accompagne le laboratoire dans le cadre de Laboratoire national de l'ISS Aider les astronautes à prendre des images de la Terre qui seront d'une grande valeur pour les scientifiques et le public, et rendre ces images librement accessibles sur Internet. Des photos supplémentaires prises par les astronautes et les astronautes peuvent être consultées sur NASA/JSC Portail pour les photographies de la Terre par les astronautes. Commentaire de Sarah Schmidt, GeoControl Systems, contrat JETS II à NASA-JSC.

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