Біологічний центр обробки даних, створений Інститутом наук про життя NUS, складається з 20 біологічних обчислювальних блоків CL1. CL1 – це перший у світі комерційний біологічний комп'ютер, який працює на основі програмного коду. Він працює на 800 000 вирощених у лабораторії клітин головного мозку людини.

Рікі Патані, доктор філософії, професор нейробіології в NUS Medicine, зазначив, що це перша у світі незалежно робоча біологічно інтегрована серверна стійка. "Це партнерство знаменує собою справжнє зрушення в нашому розумінні обчислювальної техніки та її ширшого наукового потенціалу", - сказав Рікі Патані.

Робота клітин мозку

Традиційні центри обробки даних покладаються на кремнієві процесори та центральні процесори загального призначення (ЦП). Зазвичай вони використовують стандартне повітряне охолодження для обробки хмарних обчислень, вебхостингу та зберігання баз даних.

Біологічні обчислення, навпаки, використовують "біологічне програмне забезпечення" для обробки даних. Воно складається з живих нейронів, вирощених зі стовбурових клітин. Нейрони з'єднані з обчислювальним обладнанням через мікроелектродні масиви. Вони дозволяють електричним сигналам передаватися між біологічними клітинами та цифровими системами.

Цей підхід має подвійну перевагу. "Вирощуючи живі людські нейрони зі стовбурових клітин та поєднуючи їх із ретельною інженерією, ми не тільки створюємо більш ефективну альтернативу кремнію; ми створюємо платформу, яка може допомогти нам зрозуміти процеси навчання та адаптації у їхньому біологічному джерелі", — додав Патані.

Команда представила систему 6 серпня. Захід включав інтеграцію мікроелектродних матриць та роботу нейронної мережі в реальному часі. Понад 80 гостей побачили роботу пристроїв CL1 та Cortical Cloud.

Готові до реального застосування

Медичний факультет NUS надасть експертні знання для підтримки живих клітин. Команда вирощуватиме та доглядатиме за ними під керівництвом Патані. Дослідники вважають, що біологічні обчислення можуть працювати з меншим енергоспоживанням, ніж звичайні цифрові комп'ютери.

Це може стати значущим, оскільки ШІ збільшує споживання електроенергії центрами обробки даних. За даними МЕА (Міжнародного енергетичного агентства), попит на електроенергію у центрах обробки даних зріс на 17 відсотків у 2025 році.

За даними Cortical Labs, ця технологія може доповнити ШІ, особливо у завданнях, де є мало даних. Живі нейронні системи можуть навчатися на основі обмеженої інформації та адаптуватися до умов, що змінюються, стверджує компанія.

За словами Хон Венг Чонга, засновника та генерального директора Cortical Labs, серед потенційних застосувань можна назвати розробку ліків, людиноподібну робототехніку, кібербезпеку та виявлення шахрайства. "Зрештою, йдеться про пропозицію більш стійкого шляху розвитку технологій, від яких залежить людство", - пояснив Чонг у пресрелізі.

Крім того, ця технологія може підтримати дослідження неврологічних захворювань та прискорити розробку нових ліків. Джеймі Ху, генеральний директор DayOne, заявив, що проєкт може допомогти вивести біологічні обчислення на ринок.

"Ми пишаємося тим, що вносимо свій внесок у перетворення передових наукових досліджень на практичне застосування, співпрацюючи з партнерами світового класу на одному з найбільш орієнтованих на сталий розвиток ринків світу", - сказав Ху.

В електричних ланцюгах транзистори працюють як перемикачі, які можуть вмикати чи вимикати струм. У створених дослідниками біологічних схемах бактеріальні перемикачі контролюють потік малих молекул, які передають сигнали нижчим компонентам схеми.

Дослідницька група розробила два різні транзистори, а також три штами бактерій, які передають інформацію між транзисторами, надаючи їм будівельні блоки, необхідні для проєктування практично будь-якого типу схем. У новому дослідженні вони використовували ці клітини для створення схем, які можуть складати два або три входи або передавати один вхід у певне місце у схемі.

"Ми створили деякі початкові компоненти комп'ютерної архітектури, які широко використовуються, але будь-яку операцію можна побудувати за допомогою цих п'яти штамів", - говорить Хамід Дустоссейні, доктор філософії, науковий співробітник MIT і провідний автор нового дослідження.

Використовуючи цей підхід, дослідники сподіваються розробити схеми, які в майбутньому зможуть покривати листя або коріння рослин, обробляючи дані для розпізнавання та реагування на умови довкілля, такі як посуха або напад шкідників.

Крістофер Фойгт, керівник кафедри біологічної інженерії Массачусетського технологічного інституту, є головним автором статті, опублікованої в журналі Nature Chemical Biology. Колишній науковий співробітник Массачусетського технологічного інституту Хаоронг Чен також є одним з авторів статті.

Клітини як транзистори

При розробці схем синтетичної біології дослідники зазвичай модифікують клітини таким чином, щоб вони експресували білки та фактори транскрипції, які взаємодіють для виконання завдання, наприклад розпізнавання цільової молекули, що потім запускає виробництво певного вихідного сигналу.

Ці прості схеми можуть виконувати різні логічні функції, але вони повинні використовувати унікальні фактори транскрипції, щоб уникнути перехресних перешкод усередині схеми. Існує обмежена кількість факторів транскрипції, які можна використовувати для цих схем, що обмежує загальну складність, яка може бути досягнута в одній клітині. Крім того, розміщення завеликої кількості схем в одній клітині може перевантажити механізм виробництва білків клітини.

У новій статті дослідники застосували інший підхід: замість того, щоб вбудовувати всю схему в одну клітину, вони розробили клітини, які б діяли як транзистори. Ці транзистори потім можна комбінувати різними способами задля створення різноманітних схем.

Для створення транзисторів дослідники обрали бактерію Pantoea agglomerans, яка зазвичай росте на поверхнях, у тому числі рослинах. Використовуючи ці клітини, вони створили два типи транзисторів, які можуть включатись або вимикатися молекулою OC-6. Один із транзисторів включається цим вхідним сигналом, а інший вимикається. Кожен транзистор також виявляє присутність цільової молекули, у цьому разі OC-12. Залежно від того, чи є ця молекула і чи активний перемикач, транзистори виробляють вихідну молекулу, відому як OHC-14.

Дослідники також використовували три штами Pantoea agglomerans для створення реле, які перетворюють сигнал OHC-14 у вихідний сигнал, який може подаватися на інший транзистор. Використовуючи ці релейні схеми, дослідники можуть «з'єднувати» транзистори разом, подібно до електронної плати.

Наприклад, можна створити двонапрямний перемикач з двома транзисторами, які розпізнають OC-12, а потім передадуть цю інформацію різним релейним схемам залежно від вхідного сигналу перемикача, зрештою подаючи її на інші транзистори, які далі оброблять сигнал.

Дослідники створили свої схеми, надрукувавши колонії бактерій на чашках Петрі з агаром, живильним середовищем. Кожна колонія надрукована приблизно за 5 міліметрів від найближчої. Це дозволяє сигналам передаватися лише до найближчої колонії, яка потім передає їх наступній, тому інформація передається лише в одному напрямку.

Складні обчислення

У цій статті дослідники продемонстрували транзистор, здатний виконувати кілька типів логічних операцій залежно від його розташування у схемі, включаючи «багатовходовий», «або» та «імплікація» вентилі. Вони також об'єднали транзистори для створення складніших схем, які можуть складати два сигнали, обробляти більше сигналів одночасно або функціонувати як демультиплексор - схема, яка приймає один вхідний сигнал і відправляє його в одне з кількох можливих місць призначення залежно від сигналу, що управляє.

Найбільша з цих схем, що складає два входи, містить 24 бактеріальні колонії, з'єднані разом.

"Ця робота показує, що ми можемо наблизитися до складніших функцій, пов'язуючи простіші функції в окремих клітинах", - говорить Фойгт. "З обчислювального погляду, немає нічого, що ваш iPhone міг би зробити, чого не могли б зробити ці схеми."

Схеми, створені з цих клітин, виконують кожне обчислення приблизно за вісім годин, що набагато довше, ніж комп'ютерна схема. Але для біологічних програм це розумний час, кажуть дослідники.

"Ми не намагаємось замінити комп'ютери, а скоріше впровадити обчислювальне управління у біологію. Якщо у вас є бактерії на корені рослини або сама рослина виконує обчислення, то виконання простого обчислення за ніч досить швидко порівняно з вегетаційним періодом", — каже Фойгт.

Якщо цей тип схеми буде розроблено для використання у сільському господарстві, його можна буде застосовувати до коріння рослин для виявлення різних типів стресу. Після виявлення певного впливу це запустить реакцію у відповідь, наприклад, синтез фунгіциду.

Результати дослідження були опубліковані у журналі Angewandte Chemie.

Цікаво, що вона витримує 60 000 циклів зарядки-розрядки та заряджається за три хвилини.

"Акумулятори, що перезаряджаються, на водній основі з цинк-йодним акумулятором стають життєздатною альтернативою літій-іонним батареям для великомасштабного зберігання енергії, і наша група зараз працює з промисловістю над створенням платформи для прототипування цієї акумуляторної системи", — сказав Чжунфань Цзя, доцент кафедри хімії, стипендіат Метью Фліндерса в Коледжі науки та інженерії Університету Фліндерса.

Виправлення ефекту човника

Літій-іонні батареї домінують в електромобілях та портативних пристроях, але мають серйозні недоліки. Ці батареї дорогі, схильні до ризику займання і виробляють величезну кількість відходів. Тільки в Австралії щорічно утворюється близько 3300 тонн відходів літієвих батарей, і за прогнозами, до 2036 року ця цифра перевищить 136 000 тонн.

Альтернативи на основі цинку та йоду пропонували незаймистий спосіб видалення відходів на водній основі. Але вони стикалися з «ефектом перенесення», коли полійодовмісні з'єднання просочуються через сепаратор батареї й з часом погіршують її характеристики. Саме тут крохмаль змінює правила гри.

Команда розв'язала цю проблему, створивши матеріал-носій на основі недорогого біорозкладного полімеру на основі циклодекстрину (отриманого з крохмалю), який уловлює та вивільняє полігалогеніди.

Молекули циклодекстрину широко використовуються в косметиці та харчовій промисловості. Команда Університету Фліндерса розробила мікроскопічну клітину. Її гідрофільна зовнішня поверхня та гідрофобна внутрішня частина вловлюють і вивільняють полігалогеніди в міру потреби, повністю запобігаючи витоку.

"Ця система пропонує новий підхід до зниження перенесення полійодидів шляхом використання полімерів, отриманих з недорогих біорозкладних олігосахаридів, що дозволяє створювати стійкі та довговічні водні цинк-йодні батареї", - сказав доцент Чжунфань Цзя, провідний дослідник проєкту.

Характеристики продуктивності виглядають як перелік побажань для великомасштабних систем зберігання енергії. Працюючи при напрузі від 1,3 до 1,4 вольта, акумулятор забезпечує ємність 200 мА·год/г протягом 8000 циклів при повній зарядці за сім хвилин. Якщо трохи знизити цільову ємність до 150 мА·год/г, то надшвидка трихвилинна зарядка забезпечить понад 60 000 циклів.

Згідно з дослідженням, батарея деградує майже непомітною швидкістю від 0,0001% до 0,0003% за цикл, що пояснює досягнення понад 60 000 циклів.

Перевага Австралії в галузі цинку

Акумулятори на основі цинку пропонують набагато більш безпечну, економічно ефективну та доступну альтернативу літій-іонним системам без шкоди для продуктивності. Ці батареї виключають ризик займання, при цьому за питомою енергією та щільністю енергії вони не поступаються або навіть перевищують літій-іонні батареї. Низька вартість та велика кількість сировини зробили їх домінівним світовим стандартом для одноразового зберігання енергії.

В цей час перероблення літію значною мірою зосереджене в Китаї, що робить країну вразливою до перебоїв у постачанні.

Це відкриття має серйозні економічні наслідки для Австралії. У той час як країна зазнає труднощів з переробленням літію, вона має великі відомі запаси цинку.

Водневі цинк-іодні батареї (AZIB) зазвичай використовують металевий цинк як анод, що дає Австралії значну стратегічну перевагу у переході до систем зберігання енергії наступного покоління. Країна має від 20 до 28 відсотків світових відомих запасів цинку.

Головний співавтор Шансю Цзян зазначає, що використання цих величезних внутрішніх ресурсів може стати основою безпечнішої та суверенної галузі зберігання енергії.

Лабораторія Фліндерса зараз працює безпосередньо з галузевими партнерами над створенням комерційної платформи для прототипування. Таким чином, видається, що наступний етап переходу до екологічно чистої енергетики може бути обумовлений не дефіцитними, легкозаймистими металами, а цинком і звичайним рослинним цукром.

запаси цинку

Вони також перевершили вейпи без нікотину, хоча дослідники кажуть, що перехід на них згодом може допомогти поступово відмовитися від нікотину.

І вони можуть виявитися ефективнішими, ніж нова таблетка проти куріння цитизин, яку почала впроваджувати Національна служба охорони здоров'я Великобританії (NHS), хоча потрібні додаткові дослідження.

Довгострокові ризики поки не зрозумілі

Експерти кажуть, що вейпінг, хоч і не повністю безпечний, набагато безпечніший, ніж куріння.

У Великій Британії, згідно зі статистикою, кількість людей старше 16 років, які використовують електронні сигарети або вейпи, перевищує кількість курців звичайних сигарет. Близько 5,3 мільйона осіб, або 10% дорослого населення, заявляють, що курять, а близько 5,4 мільйона використовують вейпи щодня або іноді.

Огляд останніх та якісних даних на сьогодні стосуються регульованих вейпів, що пройшли перевірку якості та відповідних суворих законів безпеки.

Він не розглядає нерегульовані моделі, які можуть містити заборонені речовини, такі, як спайс або ТГК.

Один з авторів звіту доктор Джеймі Хартманн-Бойс попередила: "Неліцензовані електронні сигарети потенційно небезпечні, оскільки мають проблеми, включаючи нестабільні батареї та шкідливі хімічні речовини.

"Будь-хто, хто хоче використовувати електронні сигарети, щоб кинути палити, повинен купувати лише пристрої, які пройшли тестування та схвалені регуляційним органом його країни."

Огляд не виявив жодних доказів підвищеного ризику серйозної шкоди від використання електронних сигарет для відмови від куріння.

Однак довгострокові ризики вейпінгу поки що не зрозумілі, і Національна служба охорони здоров'я Великобританії (NHS) заявляє, що дітям і некурцям ніколи не слід використовувати електронні сигарети.

Лікарі кажуть, що вейпінг може призвести до шкоди здоров'ю дітей і має бути "менш привабливим" для них.

За даними благодійної організації Action on Smoking and Health, близько двох третин людей, які довго курять, помирають від хвороб, пов'язаних із вживанням тютюну.

Відповідно до Всесвітньої організації охорони здоров'я, куріння є основною причиною захворювань і смертей, яких можна було б запобігти, які щороку забирають життя понад семи мільйонів людей.

Відмова від куріння знижує ризик серйозних захворювань, таких як хвороби серця, рак легень та інсульт.

Практично кожна місцева служба NHS з відмови від куріння надає електронні сигарети або іншу допомогу, щоб допомогти людям кинути палити.

Демонстраційний зразок компанії Heart X1 пролетів 27 хвилин від регіонального аеропорту в північній частині штату Нью-Йорк, працюючи весь цей час на акумуляторному живленні. Літак досяг висоти 1100 футів з одним пілотом на борту та без пасажирів. Цей політ став першим для компанії, що підняла X1 у повітря.

30-місний літак має довжину 76 футів та розмах крила 106 футів. Він важить понад 25 000 фунтів. Heart заявляє, що це найбільший повністю акумуляторний літак, який будь-коли здійснював польоти. "З першим польотом X1 компанія Heart Aerospace продемонструвала можливість електричного польоту в масштабі комерційного авіалайнера", - заявив у своїй заяві засновник і генеральний директор Heart Андерс Форслунд.

X1 - це випробувальна платформа, а не літак, призначений для експлуатації в авіакомпаніях. Heart планує застосувати отримані в рамках програми знання до ES-30, 30-місцевого гібридно-електричного літака, який, як сподівається компанія, буде введено в експлуатацію до 2031 року. United, Air Canada та JSX висловили зацікавленість у цій моделі.

Конструкція ES-30 відображає центральну проблему електричної авіації: батареї зберігають набагато менше енергії на кілограм ваги, ніж реактивне паливо. У міру збільшення розмірів літаків батареї також повинні збільшуватися в розмірах, залишаючи менше місця для пасажирів, багажу та вантажів. Батареї також не стають легшими у польоті — звичайний літак втрачає вагу в міру спалювання палива, але електричний літак перевозить ту саму масу батарей від зльоту до посадки.

За оцінками Heart літак зможе пролетіти близько 125 миль тільки на енергії батарей. Це дуже мало для багатьох регіональних маршрутів, особливо з урахуванням резервної потужності. У ES-30 буде додано двигун внутрішнього згоряння, який, за словами Heart, може збільшити максимальну дальність польоту приблизно до 500 миль.

Компанія стверджує, що гібридний підхід також знижує витрати. Heart заявляє, що експлуатація ES-30 може бути більш ніж на 40% дешевше, ніж у порівнянного звичайного регіонального літака, посилаючись на менше енергоспоживання та потреби в технічному обслуговуванні – електродвигуни мають менше частин, що рухаються, ніж звичайні авіаційні двигуни, що має означати менше ремонтів і вони будуть дешевшими.

Heart повідомила, що політ на X1 спожив електроенергії приблизно на 5 доларів. Ця цифра включає лише енергію, спожиту під час випробувань, але не враховує витрати на оплату праці, збори аеропортів, страхування, технічне обслуговування, знос батарей або інші витрати, пов'язані з експлуатацією реальної авіакомпанії.

У 2025 році Heart перенесла свою штаб-квартиру з Гетеборга, Швеція, в Лос-Анджелес, що є частиною ширшої галузевої тенденції до електрифікації невеликих літаків із меншою дальністю польоту, а не далекомагістральних флотів.

Компанія Rolls-Royce провела випробування електричного перегонового літака, що розігнався до 387 миль на годину, а компанія Harbour Air розробила шестимісний електричний гідролітак. Тим часом компанії Joby Aviation та Archer Aviation розробляють електричні літаки з вертикальним зльотом та посадкою для коротких перельотів, наприклад, для пересадок в аеропортах.

Політ Heart на X1 не розв'язує проблему дальності польоту та ваги, які уповільнюють розвиток електричної авіації. Але він надає Heart дані льотних випробувань більшого літака, оскільки компанія працює над створенням гібридного регіонального літака.

Дослідження, проведене групою Functional Nanoscale Devices for Energy (FINDER) і опубліковане в журналі Nanophotonics, засноване на пасивному радіаційному охолодженні в денний час - методі, що використовує особливість земної атмосфери: в інфрачервоному спектрі є смуга, між 8 і 13 мікрометрами, через яку тепло виходить безпосередньо в космос, не затримуючись.

Матеріал, що добре випромінює в цьому діапазоні й одночасно відбиває сонячне випромінювання, може виявитися холоднішим за навколишнє повітря, без використання розеток або компресорів.

Полімер з необхідними властивостями

Вчені обрали полівініліденфторид (ПВДФ), полімер, вже відомий своєю здатністю випромінювати тепло в інфрачервоному діапазоні.

Крістіна Вісенте, дослідниця з IMN-CNM і керівник проєкту COOLed, пояснює, що цей матеріал "об'єднує в собі поєднання властивостей", які роблять його ідеальним: крім ефективного тепловідведення, він стійкий до ультрафіолетового випромінювання і відштовхує воду, що забезпечує йому самоочисний ефект, а також добре протидіє непогоді.

Ключ до прориву криється не так у самому матеріалі, як у способі його формування. Команда впровадила в полімер нанопористі матриці з анодованого оксиду алюмінію, створивши тривимірні структури, внутрішню геометрію яких вони можуть контролювати з високою точністю, що вкрай важливо, оскільки оптичні характеристики цих охолоджувачів залежать від їх конструкції в нанометровому масштабі.

Цифри підтверджують обіцянку: оптимізована версія матеріалу, оброблена надшвидким охолодженням після інфільтрації полімеру, відбиває в середньому 82,4% сонячного випромінювання і випромінює 96,7% тепла в інфрачервоному діапазоні від 8 до 13 мікрометрів - у смузі, через яку це тепло виходить у космос.

На папері це поєднання означає охолоджувальну здатність 182,3 Вт на квадратний метр при сонячному випромінюванні 1000 Вт/м². Випробування на даху Трес-Кантос, при піковому сонячному випромінюванні 962 Вт/м², підтвердило цю цифру в польових умовах.

Майже на 13 градусів прохолодніше на даху

Теорія була перевірена минулого літа під час польових випробувань на даху центру у Трес-Кантос, Мадрид.

Після обробки матеріалу ультрафіолетовим світлом, яке відбілює його та покращує відбиття сонячного випромінювання, були отримані результати: у найспекотніші, сухі та сонячні дні оброблена поверхня залишалася на 12,9 °C холодніше, ніж зразок без покриття.

Самі дослідники наголошують, що технологія все ще перебуває на стадії розробки, але зазначають, що виробничий процес відносно дешевий і сумісний з наявними промисловими процесами.

Це відкриває двері для застосування в різних областях, від фасадів і дахів будівель до електронних пристроїв, транспортних засобів і навіть персональних систем охолодження, з однією і тією ж метою: зниження залежності від кондиціонування повітря і пов'язаних з цим викидів.

Ця порада існує з моменту відкриття пеніциліну у 1940-х роках.

Проте дедалі більше даних свідчить у тому, що при деяких поширених бактеріальних інфекціях коротші курси антибіотиків може бути навіть ефективнішими.

Єдиного універсального рецепта на антибіотики немає; вкрай важлива тонка комунікація між пацієнтом та лікарем.

Але нове дослідження експертів у галузі охорони здоров'я зі США, опубліковане в журналі Open Forum Infectious Diseases, показує, що ця тонкість втрачається.

"Історично склалося так, що великі організації охорони здоров'я та лікарі наполегливо рекомендували завжди завершувати курс лікування", — каже дослідник у галузі охорони здоров'я Алістер Торп з Університету Юти.

"Наразі ми бачимо все більше доказів того, що це не завжди так. І найчастіше короткі курси антибіотиків настільки ж ефективні та безпечні, як і триваліші альтернативи."

Однак донести цю інформацію до пацієнтів було б складно, оскільки протягом десятиліть вони чули, що для викорінення бактеріальних інфекцій необхідні триваліші курси лікування, інакше мікроби можуть знову закріпитися.

Проте в останні десятиліття понад 120 рандомізованих контрольованих досліджень показали, що коротші курси антибіотиків при поширених інфекціях можуть бути настільки ж ефективними, безпечними й не більш схильними до розвитку антибіотикорезистентності, ніж триваліші курси.

Стійкість до антибіотиків - це невідкладна глобальна загроза, оскільки стійкі до ліків бактерії (так звані "супербактерії") щороку вбивають понад 1 мільйон людей.

Використання антибіотиків у сільському господарстві було відзначено як серйозну проблему, оскільки забруднені стічні води переносять мікроби вниз за течією.

Супербактерії також швидко поширюються в лікарнях, а пересохлі ґрунти можуть створювати сприятливі умови для розмноження стійких до ліків мікробів, які можуть поширюватися повітрям.

Проте є мало доказів того, що недотримання запропонованого курсу антибіотиків дійсно сприяє розвитку стійкості до антибіотиків.

Деякі експерти навіть стверджують, що непотрібна дія антибіотиків у вигляді надмірно тривалих курсів може сприяти посиленню проблеми.

Наприклад, у випадках пневмонії коротші курси антибіотиків, мабуть, ефективні у зниженні частоти рецидивів інфекції та поширення стійкості до антибіотиків.

"Розробка ефективних стратегій для поширення оновлених рекомендацій щодо застосування антибіотиків вимагає розуміння того, чим переконання та переваги пацієнтів відрізняються від поточних рекомендацій", - пишуть Торп та його колеги.

Щоб краще зрозуміти ці переконання та переваги, дослідники опитали 1475 респондентів зі США, поставивши їм запитання: "Яку тривалість курсу антибіотиків ви віддали б перевагу для лікування бактеріальної респіраторної інфекції (наприклад, пневмонії)?"

Більшість респондентів (892) заявили, що віддають перевагу тривалому курсу в 7 днів ніж коротшому курсу всього в 3-5 днів.

"Ця перевага була пов'язана з декількома факторами, включаючи рекомендації медичного працівника «завжди закінчувати курс антибіотиків» та загальне переконання в тому, що більш тривале лікування за своєю суттю краще", - зазначають дослідники.

"Хоча небагатьом респондентам (17,5%) коли-небудь говорили припинити приймання антибіотиків, коли вони відчують себе краще, більшість (58,4%) заявили, що їм було б принаймні відносно комфортно почути це від свого лікаря."

Це важливий момент: припинення приймання антибіотиків раніше, ніж наказує лікар, — ризикована справа. Це новинна стаття, а не медична рекомендація.

Головний висновок тут - дотримуйтесь рекомендацій лікаря, навіть якщо курс лікування буде коротшим, ніж ви припускали.

Але це не означає, що ви повинні самі вирішувати, якою має бути тривалість курсу.

Багато серйозних бактеріальних інфекцій потребують більш тривалих курсів антибіотиків: наприклад, туберкульоз і деякі стафілококові інфекції.

"Визнання невизначеності та постійного змінного характеру наукових даних може сприяти зміцненню довіри, розуміння та ухвалення змін", — припускають автори.

"Подання оновлень у використанні антибіотиків як звичайного наукового прогресу може допомогти пацієнтам адаптуватися до змін."

Хороша новина полягає в тому, що понад 90 відсотків респондентів довіряли порадам своїх лікарів, що, за словами авторів, є багатонадійливою ознакою з огляду на тенденцію до зниження довіри до науки та охорони здоров'я.

"Обговоріть зі своїм лікарем, яка тривалість курсу підходить саме вам і коли слід припинити лікування", - говорить Торп.

"Отримання консультації безпосередньо від лікаря в індивідуальному порядку про те, що найбільше підходить саме вам у даній ситуації, — це правильний підхід."

у випадках пневмонії

"Випуск альбомів дає нам щось більше, ніж просто експеримент - день, коли використання смартфонів різко зростає по всій країні з причин, що не мають нічого спільного зі станом доріг, погодою або тим, хто перебуває за кермом."

У статті, опублікованій у журналі Jama Network Open, Патель та його колеги розповідають про те, як вони зосередилися на випуску 10 великих альбомів, що вийшли в період з 2017 по 2022 рік, обраних за найбільшу кількість прослуховувань Spotify за один день.

До них увійшов альбом Midnights, випущений Тейлор Свіфт 21 жовтня 2022 року; альбоми Scorpion, випущений Дрейком 29 червня 2018 року, та Harry's House, випущений Гаррі Стайлзом 20 травня 2022 року, які були опубліковані у США.

Дослідники виявили, що обсяг прослуховувань 200 найкращих пісень у США був на 43% вищим у дні виходу великих альбомів у порівнянні з днями, що передують і наступні за ними, хоча ці дані не показують, чи слухали слухачі музику в машині.

"Це підтверджує, що ці дні дійсно відрізняються з погляду національного інтересу до музики, і це є причиною всього дослідження", - сказав Патель.

Дослідники використали дані з популяційного реєстру смертельних дорожньо-транспортних пригод у США, щоб проаналізувати кількість смертельних випадків на дорогах у дні виходу цих альбомів, а також за 10 днів до та після них.

Після врахування дня тижня, в який було випущено альбом, а також федеральних свят та пори року, дослідники виявили, що кількість смертельних випадків на дорогах США в день виходу великих альбомів збільшилася на 15,1% порівняно з аналогічними днями до і після нього.

"Це еквівалентно приблизно 182 смертельним випадкам у США, пов'язаним з днями виходу 10 включених до дослідження альбомів", - пишуть дослідники.

Патель зазначив, що вихід нового альбому може відвертати увагу водіїв, оскільки доступ до музики – це пошук, а не просто натискання кнопки.

"Ви розблокуєте телефон, відкриваєте програму, знаходите реліз, читаєте список треків, натискаєте на потрібну пісню. Це кілька секунд, витрачених на перегляд екрана", — сказав він, додавши, що незнайома музика також потребує більшої уваги, а дослідження показують, що прослуховування нової, енергійної музики помітно погіршує навички керування.

Дослідники додають, що зростання числа смертельних випадків на дорогах було більш вираженим серед певних груп — таких як молоді водії, водії-чоловіки, водії, які керували автомобілем поодинці, та водії автомобілів із вбудованою інформаційно-розважальною системою.

Автори кажуть, що результати свідчать про те, що "онлайн-трансляція музики через смартфони може значно сприяти відверненню уваги за кермом та смертельним випадкам на дорогах."

Проте дослідження має обмеження, зокрема те, що воно не досліджує безпосередньо, чи було використання смартфонів причиною смертельних випадків на дорогах. Патель припустив, що стрімінгові платформи могли б адаптувати свої повідомлення при просуванні нових альбомів.

"Рядок про те, що потрібно налаштувати музику перед поїздкою, нічого б їм не коштував", — сказав він.

Патель також сказав, що водії повинні переконатися, що вони перестали возитися зі своїми телефонами, перш ніж почати рух. У багатьох країнах вже запроваджено закони про заборону використання телефону без допомоги рук.

"Виберіть альбом, натисніть кнопку відтворення, відкладіть телефон", - сказав він. "Якщо хтось сидить на пасажирському сидінні, передайте йому телефон - збільшення числа смертельних випадків спостерігалося майже виключно серед водіїв, які їхали поодинці."

Однак системи ближнього інфрачервоного діапазону мають труднощі при проходженні світла через такі матеріали, як щільні тканини або густий туман, піддаючись тому ж ефекту розсіювання, коли фотони відхиляються від свого шляху. Теперішні системи візуалізації в ближньому інфрачервоному діапазоні використовують спеціалізовані детектори, виготовлені з дорогих матеріалів, що обмежує їх доступність і широке застосування.

Дослідники з Університету Рочестера розробили дешевшу систему візуалізації, яка долає обидві проблеми. Використовуючи недорогі кремнієві детектори, система швидко перетворює ближнє інфрачервоне світло на видиме, забезпечуючи при цьому чіткіші зображення в цих складних умовах. Технологія, яка описана в нещодавній статті в журналі Nature Communications, використовує метод, який називається часовим оптичним стробуванням, над удосконаленням якого лабораторія Роберта Бойда, заслуженого професора оптики імені Вільяма Ф. Крупке, працювала понад десять років.

Управління світлом

"Управління світлом за допомогою часового стробування по суті працює як затвор у фотоапараті", - говорить Ян Сюй (кандидат наук), провідний автор статті. "У традиційному фотоапараті механічний затвор — коли він відкривається, світло входить, а коли закривається, світло відсіюється. У цьому випадку ми використовуємо світло для керування ним."

Надшвидкі імпульси світла діють як затвор, пропускаючи інфрачервоні частинки через стробоскоп всього близько пікосекунди. Для порівняння, пікосекунда - це час, за який світло проходить відстань розміром з крапку наприкінці речення.

Стробоскоп являє собою тонку плівку з оксиду індію-олова, і будь-які ближнєінфрачервоні фотони, що потрапляють на неї, перетворюються на видиме світло для отримання чіткого зображення в реальному часі.

Цей підхід може покращити якість зображення для програм, починаючи від біомедичної візуалізації для виявлення раку і закінчуючи системами LiDAR (виявлення та визначення дальності за допомогою світла), що використовуються в автономних транспортних засобах, де туман та інші умови розсіювання світла можуть обмежувати продуктивність.

Штучний інтелект розширює поле зору

Хоча метод часового стробувального знімання давав напрочуд чіткі зображення, Бойд, Сюй та їхні колеги знайшли спосіб зробити систему ще кориснішою. Працюючи з дослідниками з Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі, вони поєднали свій підхід з машинним навчанням, щоб значно розширити поле зору системи. Результати їх досліджень опубліковані у недавній статті у журналі Light: Science and Applications.

"До застосування штучного інтелекту ми могли бачити лише обмежене поле зору", - говорить Сюй. "Додавши методи наших колег, ми можемо, по суті, реконструювати набагато більшу цільову область, розширюючи поле зору, яке може захопити наш надшвидкий метод часового стробувального знімання."

Результати роботи дослідницької групи були опубліковані минулого місяця в журналі Advanced Materials.

Можна уявити це як щось середнє між датчиком наближення та примітивним штучним сенсором дотику. "Ми хочемо, щоб машина відчувала об'єкт, до якого наближається, — розрізняла його матеріал і стан поверхні — до будь-якого фізичного контакту", — сказав в інтерв'ю Чжан Вейцян, професор Сідянського університету.

Це дуже схоже на те, як електричні вугри полюють на здобич та орієнтуються у навколишньому середовищі. У дикій природі електричні вугри генерують електричне поле у ​​воді.

Якщо риба, камінь, рослина тощо потрапляють у це поле, об'єкт змінює розподіл електрики навколо вугра. Оскільки різні матеріали по-різному взаємодіють з електричним полем, вугор може використовувати ці зміни поля для визначення розташування та часткової характеристики об'єктів.

За словами дослідників, їхній датчик, мабуть, копіює цей принцип, але замість електричних органів вугра він використовує заряджену поверхню фторполімеру.

Це діє як крихітна статична батарея, здатна довго зберігати заряд. Своєю чергою, цей заряд, що довго зберігається, може бути використаний для створення електричного поля навколо датчика.

У стані «спокою» (тобто коли нічого поблизу немає) поле приймає певну передбачувану форму, яку можна відстежувати. Якщо наближається об'єкт, форма поля спотворюється, що можна виміряти.

"Коли об'єкт наближається, датчик вловлює зміни в полі, і на основі цих змін він може визначити електропровідність об'єкта, його діелектричні властивості та геометричну форму", - сказав Чжан.

Тип, розмір та інші характеристики об'єкта спотворюватимуть поле певним чином, що, теоретично, можна використовувати для визначення його типу.

Наприклад, метал має високу електропровідність, тому він сильно змінить природу поля. Пластик, скло і дерево проводять електрику набагато гірше, але все ж таки можуть поляризуватися в електричному полі.

Датчик також може визначати форму об'єкта, оскільки геометрія збурення поля змінюється залежно від геометрії об'єкта та відстані до нього. Наприклад, більші плоскі об'єкти змінюватимуть форму сильніше, ніж, скажімо, невеликий сферичний об'єкт.

Деякі цікаві застосування

За словами команди, датчик також може оцінювати близькість об'єкта. Такі можливості можуть бути дуже корисними для роботів, особливо в заводських умовах.

Наприклад, це потенційно корисно для делікатних маніпуляцій, протезування, виробничих роботів та роботів, що працюють у темряві, диму, пилу або в умовах поганої видимості.

Це також може допомогти там, де використання камер є недоцільним. Наприклад, прозорий скляний об'єкт може бути напрочуд незручний для оптичних систем зору, оскільки його діелектричні властивості все ще впливають на електричне поле.

Все це добре, але поки що неясно, наскільки точний цей датчик. Також неясно, яким є його максимальний діапазон дії й наскільки сильно на датчик впливають такі фактори, як вологість, температура і таке інше.

Розроблений спільно з інженерами з Мадридського політехнічного університету (UPM) протез складається з мережі титанових структур міліметрового масштабу, призначених для розподілу навантажень аналогічно кістковій тканині. Імплантат дозволив зберегти ногу та колінний суглоб пацієнта та уникнути ампутації.

Протез, що імітує кістку

На відміну від звичайних протезів, цей імплантат не замінює кістку цілісним шматком, а відтворює її структуру та міцність за допомогою мережі тонких титанових стрижнів, які розподіляють навантаження аналогічно кістковій тканині.

Його конструкція сприяє зростанню кісткової тканини пацієнта та інтеграції протеза, знижуючи ризик несприйняття та ускладнень. Крім того, оскільки він надрукований на 3D-принтері та адаптований до кожного пацієнта, час операції скорочується майже вдвічі.

Імплантат важить лише 300 грамів, але моделювання показує, що він може витримувати понад 500 кілограмів, порівняно зі звичайними протезами, які важать кілька кілограмів і витримують лише 100-150 кілограмів.

Імплантат, розроблений для кожного пацієнта

П'єр Шазель, 38 років, страждав від високозлоякісної саркоми кістки у великогомілковій кістці. Після інфекції та значної втрати густини кісткової тканини його нога більше не могла витримувати звичайний протез, тому медична команда вирішила розробити імплантат, адаптований до його анатомії.

Використовуючи його рентгенівські знімки, дослідники створили цифрову копію його здорової ноги та змоделювали навантаження, які доводиться витримувати великогомілковій кістці при ходьбі, підйомі сходами або спотиканням. На основі цих даних вони розробили внутрішню структуру протеза та розмістили гвинти в областях з найкращою якістю кісткової тканини, що дозволило їм спланувати процедуру з міліметровою точністю.

Через рік після операції пацієнт може ходити. Після майже двох років без опори на ногу він каже, що нарешті почав відновлювати свою рухливість. У лікарні імені Грегоріо Мараньйона вже було проведено другу подібну процедуру, і зараз готуються ще два персоналізовані імплантати: один для зап'ястя, інший для грудини. Ціль полягає в тому, щоб впровадити цю технологію для надання гіперперсоналізованої медицини в рамках державної системи охорони здоров'я.

Наука досі не знайшла відповіді, але дослідники звузили коло можливих варіантів. Зрозуміло одне: Великий вибух породив нескінченно більше баріонної матерії — протонів і нейтронів, які зливаються в атомні ядра, ніж антиматерії. Це дивно, тому що матерія та антиматерія анігілюють один одного при взаємодії, і сьогодні, коли фізики перетворюють енергію на частинки, античастинки-двійники з'являються у рівній кількості. Таким чином, за інших рівних умов матерія й антиматерія в гарячому, щільному первісному Всесвіті мали б вступити в реакцію один з одним і просто зникнути. Повне знищення було б нормою, а нас тут не було б. Однак якимось чином цей процес залишив по собі мізерний надлишок матерії, що утворився в першу частку секунди часу, який став джерелом, по суті, всього, з чого ми складаємося, і всього, що ми бачимо.

Тепер фізики знайшли нову підказку про джерело цієї невідповідності, вивчаючи кварки та глюони – будівельні блоки баріонної матерії. Природа, мабуть, спотворена не лише через кварки або глюони, а й через їхню взаємодію. Дослідження, опубліковане в журналі Science, проводилося на Релятивістському колайдері важких іонів (RHIC) у Брукхейвенській національній лабораторії в Аптоні, штат Нью-Йорк (RHIC був остаточно закритий раніше цього року, щоб звільнити місце для нового, більш досконалого колайдера частинок).

"Це один із найзначніших результатів, досягнутих програмою RHIC", - говорить Дмитрій Харзєєв, фізик з Університету Стоуні-Брук, який не брав участі в написанні нової статті, але згаданий у подяках. "Він переосмислює наше розуміння баріонної структури й того, як виникла баріонна матерія."

Фізики постійно створюють баріонну матерію, зіштовхуючи субатомні частинки з усією міццю, на яку здатне їх устаткування. І щоразу при цьому утворюється така сама кількість антиматерії. Сумарне "баріонне число" - загальна кількість баріонних частинок (таких як протони), які вони створюють, за вирахуванням кількості античастинок - завжди дорівнює нулю.

Якби ранній Всесвіт підкорявся цьому правилу, наш сучасний космос був би позбавлений речовини, залишивши лише енергетичні поля, що вічно пульсують у порожнечі. Але хоч би як старалися фізики, їм, видно, не вдається порушити симетрію. "У жодному експерименті не спостерігалося порушення цього правила", — каже Прітвіш Трібеді, фізик із Брукхейвенської національної лабораторії, який працював над новим результатом.

При зіткненні двох протонів баріонне число (кількість частинок мінус кількість античастинок) дорівнює двом. Протони вибухають, швидко створюючи й знищуючи безліч нових частинок, але різниця залишається рівною двом до кінця. Як же баріонне число передається між усіма цими проміжними частинками на цьому шляху? Як ставить питання Трибеді: "Що саме ми маємо відстежувати, щоб з'ясувати, куди воно прямує?"

Багато фізиків вважали, що баріонне число протона визначається двома «верхніми» кварками та одним «нижнім» кварком, з яких складається частка. Але дані RHIC показали, що насправді воно виникає внаслідок взаємодії між кварками протона та його глюонами. (Глюони - це нейтрально заряджені частинки, що отримали свою назву "липкі" через те, що саме вони пов'язують кварки.)

Дослідники використовували експеримент STAR (Solenoidal Tracker at RHIC) RHIC, щоб точно визначити перенесення баріонного числа між частинками, вивчаючи зіткнення двох важких ядер - рутенію і цирконію. Використані в дослідженні варіанти цих елементів мають однакову сумарну кількість протонів і нейтронів, але у рутенію на чотири протони більше і на чотири нейтрони менше, що робить його ядро ​​електричне зарядженим. Ця відмінність дозволяє фізикам розібратися в обміні електричним зарядом, що відбувається при зіткненні рутенію і цирконію, відстежуючи його поширення через безліч нових частинок, що утворюються. Після цього команда STAR змогла встановити, що одного електричного заряду недостатньо для пояснення перенесення баріонного числа. У процесі грає роль щось інше, нейтральне: глюон.

"Очевидно, пов'язана глюонна структура забезпечує більш точний динамічний індикатор зміни баріонного числа", - говорить Трібеді.

Відкриття RHIC – один із його останніх вкладів у фізику – на жаль, не відповідає на запитання Гайдеґґера. Але воно дозволяє фізикам відстежувати цю величину на фундаментальному рівні та спостерігати, як баріонна кількість таємниче зберігається. Сподіватимемося, що це наблизить нас до того первісного моменту, коли його не було — у ту фатальну частку секунди після Великого вибуху. "Баріонне число зберігається з того часу, тому розуміння того, як воно кодується і передається, має важливе значення", - говорить Харзєєв.

Відповідь на питання, чому існує щось, а не нічого, залишається невловною, але вчені тепер знають, що глюони, ймовірно, відіграють ключову роль у цій найбільшій з космічних загадок.

Error: Service usage limit reached. Please wait a while and try again.
Open in Google Translate

У ході дослідження люди, які регулярно підіймаються сходами, на 39% рідше вмирали від проблем із серцем і на 24% рідше — від будь-якої причини, порівняно з людьми, які не так часто користуються сходами.

Дослідження також показує, що у людей, які підіймаються сходами, рідше розвиваються серйозні серцево-судинні захворювання, такі як інфаркт, інсульт та серцева недостатність.

Професор Василіос Василіу з Медичної школи Норвічського університету Східної Англії сказав: "Серцево-судинні захворювання є провідною причиною смерті в усьому світі – кількість випадків майже подвоїлася у період з 1990 по 2019 рік.

"Однак їх значною мірою можна запобігти за допомогою здорового способу життя, включаючи регулярну фізичну активність, харчування, корисне для серця, відмову від куріння, підтримання здорової ваги та контроль артеріального тиску, рівня холестерину та діабету.

"Підйом сходами — це практичний спосіб включити фізичну активність у повсякденне життя, що часто не береться до уваги.

"Ми хотіли краще зрозуміти, як ця повсякденна активність може мати потенціал для порятунку життя."

Переконливі докази, отримані внаслідок масштабного аналізу

Дослідницька група вивчала, чи може підйом сходами відігравати роль у зниженні ризику серцево-судинних захворювань та передчасної смерті.

Після огляду майже 1900 досліджень вони проаналізували дані більш ніж 480 000 учасників із дев'яти високоякісних досліджень із середнім періодом спостереження у 14 років.

У дослідженні брали участь як здорові люди, так і особи з попередньою історією серцевих захворювань. Вік учасників від 35 до 84 років, 53% учасників були жінками.

Доктор Софі Педдок, також із Медичної школи Норвічського університету Східної Англії та лікар-кардіолог у NNUH, сказала: "Об'єднавши результати більш ніж 450 000 учасників, ми виявили стійкий зв'язок між підйомом сходами та зниженням ризику як серцево-судинної смерті, так і загальної смертності."

"На відміну від походу до спортзалу чи тренування, підйом сходами легко вписати у свій розпорядок дня вдома, на роботі чи поза домом. Це хороший варіант для людей, які мають мало часу чи не мають можливості легко займатися спортом.

"Тому, якщо у вас є вибір між сходами та ліфтом, вибирайте сходи, це корисно для вашого серця.

"Навіть короткі періоди фізичної активності цілюще впливають на здоров'я, і ​​короткі підйоми сходами мають стати цілком досяжною метою для включення в щоденний розпорядок дня."

Попередні дослідження, цитовані в роботі, показали, що лише кілька хвилин підйому сходами кілька разів на тиждень можуть покращити серцево-дихальну систему та знизити рівень холестерину.

Одне велике когортне дослідження, включене в аналіз, показало, що підйом приблизно на шість сходових прольотів на день може принести найбільшу користь, хоча дослідники кажуть, що оптимальна доза вимагає подальшого вивчення.

Доктор Педдок сказала: "Деякі з вивчених нами досліджень показали, що чим більше сходів долається, тим більше користь для здоров'я. Але навіть невеликі зміни надають вимірний вплив."

Простий крок уперед

Отримані результати підтверджують ширші дані про те, що навіть короткі періоди фізичної активності можуть принести значну користь здоров'ю.

Професор Василіу сказав: "Враховуючи, що більше чверті дорослих у всьому світі не досягають рекомендованого рівня фізичної активності, вибір на користь підйому сходами є реалістичним і масштабованим рішенням.

"Заохочення людей до використання сходів на робочих місцях, у громадських будівлях та будинках може стати частиною ширшої стратегії зниження серцево-судинних захворювань на рівні населення."

Не для всіх

Хоча переваги очевидні, дослідники попереджають, що підйом сходами може бути непридатним для всіх, особливо для людей з проблемами пересування або захворюваннями суглобів.

Вони також підкреслюють необхідність подальших досліджень з використанням натільних технологій, для більш точного вимірювання активності та визначення оптимальних рекомендацій.

Error: Service usage limit reached. Please wait a while and try again.
Open in Google Translate

Дослідники проаналізували дані опитування 7704 працівників великої медичної організації. Виявилася одна закономірність: співробітники, які працювали повністю віддалено, повідомляли про найвищий рівень добробуту, тоді як ті, хто працював виключно в офісі, — найнижчий. Дослідження також не виявило суттєвих доказів того, що віддалені працівники відчували менший зв'язок із колегами чи корпоративною культурою.

"Це говорить про те, що людям слід дозволяти працювати віддалено, якщо вони цього хочуть", - сказала Стефані Джонсон, професор організаційного лідерства та аналізу інформації в Школі бізнесу Лідса та співавтор дослідження, опублікованого в липні 2026 року в журналі Frontiers in Psychology. "Позбавлення людей вибору способу роботи, ймовірно, не допоможе їм у плані добробуту".

Поки компанії продовжують обговорювати віддалену роботу, багато керівників побоюються, що співробітникам необхідно перебувати в офісі, щоб залишатися на зв'язку, ефективно працювати разом та зберігати відданість своїй організації. Джонсон зазначила, що дослідження не завжди підтверджують ці побоювання.

"Дані нашого дослідження та інших робіт показують, що віддалена і гібридна робота призводять до кращих результатів, ніж примусове повернення в офіс", - сказала вона. "Керівники не приймають рішення, ґрунтуючись на даних. Я думаю, вони просто повертаються до того, до чого звикли."

Переосмислення віддаленої роботи

Джонсон, співавтор дослідження разом з Аліссою Лескано, Стефані Заяк та Кортні Холладей з Інституту лідерства ім. М.Д. Андерсон в Х'юстоні сказала, що результати її здивували. Вона думала, що співробітники, які ділять свій час між домом та офісом, можуть отримати найкраще з обох світів.

"Я думала, що ви будете щасливішими, якщо працюватимете поза офісом неповний робочий день", — сказала вона. "Тоді ви зможете час від часу бачитися з людьми, отримувати людське спілкування."

Натомість дані вказали на інше

Серед співробітників, які брали участь у дослідженні, добробут був найвищим у повністю віддалених працівників, за ними йшли співробітники, які працюють у гібридному режимі, а потім співробітники, які працюють в офісі.

Результати дослідження також поставили під сумнів один із головних аргументів на користь повернення працівників до офісу: що людям необхідне особисте спілкування, щоб відчувати зв'язок один з одним.

Учасників дослідження попросили описати культуру своєї організації кількома словами. Віддалені співробітники дещо частіше, ніж їхні колеги, які працюють у гібридному та очному режимах, використовували слова, пов'язані з командною роботою, інклюзивністю та підтримкою.

"Люди, які працюють віддалено, насправді частіше говорили про те, що у них більш позитивні зв'язки, навіть попри віддалений формат роботи", - сказала Джонсон.

Однак, Джонсон зазначила, що особисте спілкування може відігравати важливу роль у побудові відносин між колегами, особливо якщо вони лише розпочинають свою кар'єру.

"Віддалена робота працює краще, коли ви вже знаєте людей", - сказала вона. "Тому особисте спілкування, як і раніше, приносить користь."

Стійкість

Дослідники також вивчили плинність кадрів за рік після завершення опитування.

Вони виявили, що співробітники з вищим рівнем добробуту рідше залишали організацію. Саме місце роботи було сильним прямим чинником плинності кадрів. Натомість віддалена робота була пов'язана з вищим рівнем добробуту, що, своєю чергою, було пов'язано з меншою плинністю кадрів.

"Це логічно. Якщо у вас вищий рівень добробуту, ви з меншою ймовірністю звільнитеся з роботи", - сказала Джонсон.

Учасники заповнили анкету про робоче місце у 2023 році, і дослідники порівняли ці відповіді з фактичними даними про плинність кадрів через рік. З опитаних співробітників приблизно половина працювала в офісі, а решта — у гібридному та повністю віддаленому режимах.

Гнучкість має значення

У дослідженні не розглядалися причини, через які віддалені працівники повідомляли про вищий рівень добробуту, але Джонсон вказує на зростальну кількість досліджень, присвячених автономії та гнучкості.

Одне з пояснень полягає в тому, що віддалені працівники мають більший контроль над своїм робочим місцем та щоденним розкладом, сказала вона.

"Якщо ви контролюєте своє середовище, ви зазвичай отримуєте більш позитивні результати", — сказала вона.

Робота з дому також може усунути багато повсякденних стресорів.

"Проведення великої кількості часу в пробках негативно впливає на добробут", - сказала Джонсон. "З роботою в офісі пов'язано так багато дрібних стресорів."

Ці стресори можуть включати організацію догляду за дітьми, наймання помічників для домашніх тварин або управління логістикою поїздок на роботу і назад, сказала вона.

Джонсон сказала, що дослідження вказує на ширший урок для роботодавців, які обговорюють повернення співробітників до офісу. Замість того щоб зосереджуватися тільки на тому, де працюють співробітники, організації можуть досягти кращих результатів, інвестуючи у добробут своїх працівників.

"Я думаю, що гнучкість залишиться з нами надовго", - сказала вона.

Дослідники протестували жилети на борту місії «Артеміди-1», безпілотного польоту навколо Місяця 2022 року. Хоча «Артеміда-1» не зіткнулася із сонячними бурями за 25 днів своєї місії, жилет може значно знизити кількість радіації, яку отримає астронавт під час такої події, повідомляють дослідники у журналі Science Advances.

Під час так званої сонячної бурі Сонце викидає у космос високоенергетичні протони. Магнітне поле Землі захищає поверхню планети від цієї радіації, але опромінення під час космічних подорожей підвищує ризик розвитку кількох видів раку.

Вчені відправили до космосу на борту «Артеміди-1» дві моделі жіночих тулубів та виміряли кількість радіації, яку вони отримали, проходячи через внутрішній пояс Ван Аллена, зону високоенергетичних заряджених частинок, захоплених магнітним полем Землі.

Одна з астронавток, що отримала прізвисько Зохар, носила жилет AstroRad — одяг із поліетилену високої густини вагою 26 кілограмів (57 фунтів). Жилет призначений для захисту чутливих органів, включаючи кістковий мозок, легені, шлунково-кишковий тракт, груди та яєчники. Інша, яка отримала прізвисько Хельга, не мала жодного захисту. В обох жилетах були вбудовані датчики радіації у кількох місцях.

"Дивно, наскільки знизилася доза опромінення", - говорить Джордан Хурі, провідний науковий співробітник з дослідження космосу в компанії StemRad, розташованої в Тампі, штат Флорида, яка розробила жилет спільно з Lockheed Martin. Використовуючи дані з пояса Ван Аллена, Хурі та його колеги розрахували, як жилет повівся б під час сонячних іоносферних подій, що відбулися у серпні 1972 року та жовтні 1989 року.

Команда виявила, що AstroRad знизив би дозу опромінення астронавта приблизно на 60 відсотків під час події 1972 року, з 222 мілізівертів до 87,5 мілізівертів. Це дозволило б зменшити дозу приблизно на 40 відсотків під час високоенергетичної сонячної події 1989 року. Люди на поверхні Землі зазвичай поглинають близько 3 мілізівертів радіації з природних джерел щороку.

Носіння жилета під час потужної сонячної події могло б позбавити астронавта опромінення, еквівалентного щонайменше декільком тижням фонової радіації в космосі. Це дозволило б їм виконувати більш тривалі місії, не перевищуючи встановлені НАСА межі дози радіації для всієї кар'єри, що становлять 600 мілізівертів.

Жилети AstroRad можна виготовляти на замовлення для кожного астронавта, але зараз команда працює над модульною конструкцією, яка дозволить астронавтам модифікувати один базовий жилет під різні форми та розміри тіла. Це зменшило б масу, яка запускається в космос, і дозволило б одному астронавту виконувати роботу під час сонячної бурі, тоді як інші залишалися б усередині бортового укриття від бурі, каже Хурі.

сонячних радіаційних бур

«Ці мініатюрні мікроскопи все частіше використовуються для вивчення нейронних основ поведінки тварин, що вільно пересуваються», — сказала старший автор дослідження, доктор філософії Емілі Гібсон, доцент кафедри біомедичної інженерії в Університеті Колорадо Аншутц. «Цей новий мікроскоп дозволяє отримувати глибші та високоякісні зображення мозку. Що важливо, він також може порушувати окремі нейрони за допомогою оптогенетики.

Дослідження було опубліковано у журналі Optica.

Мікроскоп, здатний на обидві дії

Новий пристрій, Opto2P-FCM, поєднує в собі високороздільну візуалізацію мозку з цілеспрямованою світловою стимуляцією в легкому, що закріплюється на голові мікроскопі. На відміну від попередніх мініатюрних систем візуалізації, нова технологія дозволяє дослідникам одночасно відстежувати та маніпулювати активністю окремих нейронів, забезпечуючи безпрецедентне уявлення про функціонування нейронних ланцюгів.

"Цей мікроскоп змінює правила гри", - сказала співавтор дослідження Джульєт Гопінат, доктор філософії, професор електротехніки, обчислювальної техніки, енергетики та фізики в Університеті Колорадо в Боулдері. "Можливість продемонструвати сучасний прилад для зчитування та фотостимуляції нейронів - це приголомшливо."

Вона наголосила, що можливість вивчати нейрони за допомогою такого інструменту "може призвести до майбутніх проривів у вивченні неврологічних захворювань та розладів".

Інженерний витвір вагою всього п'ять грамів

Співавтор дослідження Мо Зорабі, доктор філософії, старший науковий співробітник Університету Колорадо в Боулдері, сказав, що команда спочатку вважала за неможливе створення такого пристрою "через допуски 3D-принтера та оптики".

"Створення складного оптичного пристрою вагою лише 5 грамів (0,2 унції) було складним завданням. Кожен компонент мав бути врахований з точністю до найменших допусків", — сказав співавтор дослідження Грегорі Футія, доктор філософії, старший науковий співробітник Університету Колорадо в Аншутці. "Вирівнювання всіх цих дрібних оптичних елементів зажадало ретельного механічного проєктування та ітерацій."

Він зазначив, що робота була "міждисциплінарним проєктом, який очолює команда інженерів, фізиків та нейробіологів, які тісно співпрацювали над проєктом".

Подолання обмежень старих систем

Протягом десятиліть двофотонна мікроскопія вважалася золотим стандартом отримання детальних зображень живої тканини мозку. Однак зазвичай це вимагає від випробуваних зразків нерухомого стану, що обмежує можливості дослідників вивчати функціонування мозку у повсякденному житті.

Хоча мініатюрні мікроскопи допомогли подолати деякі з цих проблем, вони часто жертвували якістю зображення або не мали можливості точно стимулювати окремі нейрони.

Це нововведення долає ці обмеження завдяки новій двоканальній оптичній конструкції. Один канал призначений для отримання чітких зображень високої роздільної здатності, а другий забезпечує точно спрямоване світло, яке активує вибрані нейрони, не заважаючи візуалізації. Поділ двох функцій дозволяє оптимізувати кожну з них незалежно, що призводить до чіткіших зображень і більш точного управління, ніж у попередніх мініатюрних системах.

"Ця платформа дає нейробіологам абсолютно новий спосіб дослідити, як певні групи нейронів працюють разом, щоб виробляти поведінку", - сказав Гібсон. "Вона відчиняє двері для експериментів, які раніше було дуже складно - або неможливо - провести."

Яскравіший шлях для досліджень захворювань

Дослідники заявили, що ця технологія може стати важливим інструментом для вчених, які вивчають розлади, спричинені порушенням мозкових ланцюгів, включаючи хворобу Альцгеймера, хворобу Паркінсона та епілепсію. Дозволяючи дослідникам спостерігати й маніпулювати окремими нейронами в тому самому експерименті, система може допомогти визначити, як функціонують здорові мозкові ланцюги і як хвороба змінює їх.

Нинішній пристрій є прототипом, але автори дослідження вже працюють над майбутніми версіями, які будуть меншими, легшими та швидшими, пропонуючи при цьому ще більше поле зору.

"Для розуміння того, як працює мозок, потрібно більше, ніж просто спостереження за роботою нейронів - нам також необхідна можливість вибірково активувати певні клітини й спостерігати за тим, як реагує решта мережі", - сказав Гібсон. "Наша нова система надає дослідникам обидві ці можливості в компактному пристрої, призначеному для вивчення мозкової активності під час природної поведінки."

ОПТИЧНИЙ

Позитивне психічне здоров'я включає не лише відсутність психічних захворювань. Воно включає аспекти ефективного функціонування, хорошого самопочуття та спілкування з іншими. Високий рівень психічного добробуту пов'язаний із кращим відновленням після стресових подій, нижчим ризиком хронічних захворювань та широкими перевагами для суспільства.

Попри широку актуальність, точне визначення позитивного психічного здоров'я сильно відрізняється залежно від галузі дослідження. Психологи, фахівці в галузі охорони здоров'я, економісти та соціологи часто використовують різні терміни та моделі для опису схожих ідей, таких як процвітання, добробут або подолання труднощів.

Відсутність загального словника призводить до фрагментації досліджень та регулювання. Коли різні організації використовують абсолютно різні стандарти визначення добробуту, порівняння дослідницьких даних чи оцінка ефективності державної політики стають неймовірно складними.

"Простіше кажучи, існує дуже мало згоди щодо того, що ми маємо на увазі під психічним добробутом, процвітанням, позитивним психічним здоров'ям або пов'язаними з ними термінами", — каже Метью Ясіелло, керівник відділу даних та трансляції досліджень у Be Well Co та науковий співробітник постдокторантури в Школі Унідідіцин. "Усі ці терміни можна використовувати як взаємозамінні, і кожна дисципліна визначає їх трохи по-різному, а це означає, що вимірювання часто фокусуються на різних речах, і дані важко узагальнити. Це призводить до плутанини в академічному світі, яка також проникає в «реальний світ», де уряди та спонсори гадають, що вимірювати та куди інвестувати."

Для розв'язання цієї проблеми дослідники поставили собі завдання створити єдиний список компонентів, що становлять позитивне психічне здоров'я. Створення загальної структури допомагає гарантувати, що фахівці всіх секторів прагнуть до тих самих цілей при розробці заходів з охорони психічного здоров'я.

Дослідники використали метод Дельфі, який використовує опитування групи експертів у кілька етапів для досягнення консенсусу з конкретної теми. У дослідженні взяли участь 122 видатних вчених із 26 країн, які представляють 11 різних дисциплін. До цих областей належать клінічна психологія, психіатрія, громадська охорона здоров'я, філософія, сестринська справа та економіка.

Середній вік експертів становив близько 53 років, а середній стаж роботи в їхніх областях майже двадцять років. Близько 84% учасників ідентифікували себе як представники європеоїдної чи європейської раси, і більшість мешкали у західних країнах, таких як США, Великобританія та Австралія. Рівень відгуку на опитування становив приблизно 10% від запрошених учених, хоча експерти, які брали участь, були високо цитованими у своїх дисциплінах.

У першому раунді опитування учасники оцінили 26 потенційних аспектів позитивного психічного здоров'я, які були взяті з попередніх наукових оглядів. Експерти оцінили кожен аспект за чотирибальною шкалою від нерелевантного до необхідного. Для включення до остаточної структури аспект мав отримати щонайменше 75 відсотків згоди серед експертів. Учасники також мали можливість запропонувати додаткові компоненти у текстових полях.

У другому раунді експерти розглянули знову запропоновані аспекти та повторно оцінили пункти, за якими ще не було досягнуто консенсусу. У третьому та завершальному раунді учасники оцінили затверджені аспекти, щоб визначити, чи є вони насамперед факторами, що сприяють позитивному психічному здоров'ю, чи результатами, що випливають із нього. Вони використовували візуальну шкалу від нуля до 100, де нуль позначав фактор, а 100 результат.

Експертна група дійшла консенсусу щодо дев'ятнадцяти різних аспектів, що становлять позитивне психічне здоров'я. Шість із цих компонентів отримали понад 90 відсотків згоди щодо їх включення. До найбільш високо оцінених компонентів відносяться сенс та мета життя, задоволеність життям, самоприйняття, зв'язок з іншими, автономія та щастя.

Ясієлло зазначив, що середньостатистична людина має розуміти, "що позитивне психічне здоров'я — це широке поняття. Це більше, ніж просто почуватися щасливим і більше, ніж просто не бути хворим." Він додав: "Коли ми попросили велику міждисциплінарну групу експертів дійти згоди, шість аспектів виділилися як майже універсальні: сенс та мета життя, задоволеність життям, самоприйняття, зв'язок, автономія та щастя. Тому, якщо ви хочете отримати повнішу картину того, як почувається людина, це хороші відправні точки."

Інші аспекти, що увійшли до остаточного списку з дев'ятнадцяти, включали оптимізм, компетентність, залучення, спокій, життєву енергію та почуття приналежності. Завершують прийняту концепцію прийняття, досягнення, діяльність та функціонування, розвиток, задоволення, самоузгодженість та почуття безпеки. Група також погодилася повністю виключити деякі концепції. Наприклад, стратегія уникнення, яка передбачає спробу ігнорувати стресори, отримала лише близько 20 відсотків згоди та була виключена.

Експерти обговорювали кордон між психологічними та фізичними елементами добробуту. Такі фактори, як фізичне здоров'я, отримали лише 62,8 відсотка згоди, а особисті обставини — лише 62,5 відсотка, що означає, що обидва не досягли 75-відсоткового порогу для включення. Це вказує на тенденцію серед експертів класифікувати ці фізичні та екологічні фактори як зовнішні впливи, а не як основні складники психічного добробуту.

При класифікації остаточних компонентів за шкалою від 0 до 100 група експертів оцінила щастя та задоволеність життям насамперед як результати позитивного психічного здоров'я, із середніми балами близько 74 та 72 відповідно. З іншого боку, такі елементи, як автономія та почуття безпеки, розглядалися насамперед як фактори, що сприяють добробуту, отримавши близько 29 та 32 балів за шкалою.

Розмежування цих змінних виявилося складним завданням. "Ймовірно, саме тому нашій групі було так важко розділити «результати» та «чинники» позитивного психічного здоров'я", - сказав Ясіелло в інтерв'ю PsyPost, розповідаючи про те, що здивувало дослідницьку групу. "Дивним відкриттям стало те, що більшість із 19 включених вимірювань можна розглядати як результат чи фактор, залежно від дослідницького питання чи цільової групи. Це свідчить про складність теми!"

Відгуки учасників допомогли сформувати нове визначення позитивного психічного здоров'я. Оновлене визначення наголошує, що позитивне психічне здоров'я – це суб'єктивне переживання гарного функціонування та почуття задоволення. Воно також конкретно зазначає, що людина може відчувати позитивне психічне здоров'я і робити дії для його поліпшення, навіть якщо вона страждає на психічний розлад.

Запропонована таксономія є відправною точкою для стандартизації в цій галузі, але вона має свої обмеження. "Головна помилка - це вважати цю роботу завершеним продуктом", - сказав Ясіелло. "Ця загальна таксономія покликана стати відправною точкою для досягнення більшої узгодженості у цій галузі. Наша експертна група складалася з висококваліфікованих фахівців, але переважно західних та англомовних, тому таксономія майже напевно відображає західний погляд на добробут, і такі концепції, як японська ідея ікігай, можуть не зовсім вписуватися до неї."

Концепції, подібні до ікігай, які в широкому розумінні перекладаються як сенс існування або почуття мети в повсякденному житті, підкреслюють, як різні культури віддають пріоритет унікальним психологічним рисам. Група, що складається переважно з вчених із промислово розвинених англомовних країн, може випустити з уваги елементи добробуту, які підкреслюють гармонію в суспільстві або духовний зв'язок.

Межі між причинами психічного здоров'я та його наслідками також залишаються дуже складними. Такий фактор, як соціальний зв'язок, може бути рушійною силою добробуту в один день і результатом позитивного настрою в інший. Динамічна взаємодія між цими змінними передбачає, що будь-який стандартизований список буде важко відображати мінливу природу людської психології в повсякденному житті.

Для усунення цих прогалин дослідники ставлять собі кілька цілей для наступних досліджень. "По-перше, необхідно протестувати таксономію далеко за межами західної вибірки й цілеспрямовано включити до неї незахідні концепції та життєвий досвід груп, які часто залишаються поза увагою, наприклад, людей, які страждають на хронічні захворювання", — сказав Ясіелло. "По-друге, потрібно визначити структуру, які виміри виступають як рушійні сили, які — як результати, і як вони взаємопов'язані, а не залишати їх у вигляді простого списку."

"По-третє, необхідно зіставити позитивне психічне здоров'я з психічними захворюваннями, оскільки це не просто протилежні кінці однієї лінії", - продовжив Ясіелло. Він також наголосив на прагненні до практичного застосування в майбутньому. "Поряд з цим, ми хочемо, щоб наука досягла реальних спільнот через партнерство між університетами, муніципалітетами, підприємствами, НУО та спеціалістами-практиками, щоб її можна було перевірити там, де люди дійсно живуть і працюють."

"Це перший випадок, коли нам вдалося неінвазивно впливати на глибокі області мозку, що беруть участь у REM-сні, одночасно відстежуючи активність мозку", - сказав Кай Вінг "Кевін" Тан, недавній випускник Техаського університету, який здобув ступінь доктора філософії в галузі біомедичної інженерії. "Наш пластир NEUSLeeP, що прикріплюється до шкіри, відкриває нові можливості для розуміння сну та лікування порушень сну в домашніх умовах", - додав Хуіліан "Еван" Ван, доцент кафедри біомедичної інженерії Інженерної школи Кокрелла, який керував роботою Тана і був головним дослідником, керуючи загальним проєктом.

Натільний пластир допомагає людям швидше досягати фази швидкого сну (REM)

Дослідники протестували технологію у дослідженні за участю 28 осіб, результати якої були опубліковані у журналі Nature Communications. У середньому учасники входили у фазу швидкого сну на 43 хвилини раніше та залишалися в ній приблизно на 16 хвилин довше.

Переваги спостерігалися як у здорових людей, так і в учасників, які мають деякі проблеми зі сном. Користувачі також описували пластир як зручний та безпечний, а дослідження показало мінімальні побічні ефекти.

Можливі переваги для зниження стресу та покращення емоційного здоров'я

У здорових учасників стимуляція NEUSLeeP також збільшила варіабельність серцевого ритму, яка зазвичай використовується як індикатор здатності організму реагувати на стрес. МРТ головного мозку виявила зміни у ланцюгах, пов'язаних з емоціями, що дозволяє припустити, що технологія може сприяти регулюванню настрою та психологічної стійкості.

"Фаза швидкого сну (REM) – це не просто сновидіння, це емоційне перезавантаження та адаптація до стресу", – пояснив Грегорі Фонзо, доцент кафедри психіатрії та поведінкових наук Медичної школи Делла та один із керівників проєкту. "Покращуючи фазу REM, ми можемо допомогти людям краще впоратися зі стресом та покращити їхнє загальне самопочуття."

Порушення фази REM-сну пов'язані з депресією, тривожністю та посттравматичним стресовим розладом (ПТСР). Сучасні підходи до проблем зі сном, включаючи медикаментозне лікування та поведінкову терапію, можуть викликати побічні ефекти або не усувати безпосередньо основні фактори, що перешкоджають фазі REM-сну.

Майбутні дослідження безсоння, депресії та ПТСР

Команда планує провести більш масштабні дослідження, щоб підтвердити початкові результати та оцінити, чи може NEUSLeeP допомогти людям з ПТСР, депресією та хронічним безсонням. Дослідники також бачать потенційні можливості застосування у домашньому моніторингу сну, нейробіологічних дослідженнях та персоналізованому лікуванні порушень сну.

"Ми бачимо майбутнє, в якому пацієнти з психічними розладами зможуть оптимізувати свій сон за допомогою неінвазивного та безпечного лікування", — сказав Вінсент Мисливець, доктор медичних наук, професор медичного центру Техаського університету в Сан-Антоніо, провідний експерт із розладів сну та один із керівників дослідження. "Ця технологія може допомогти мільйонам людей отримати необхідний відновлювальний сон."

Ці віруси є особливим видом бактеріофагів, які вражають тільки бактерії та використовуються в усьому світі для лікування пацієнтів з хронічними інфекціями. У лабораторних тестах коктейль із вірусів, розроблених ШІ, знищив бактерії E. coli, стійкі до природних бактеріофагів.

Доктор Браян Хі, інженер-хімік зі Стенфордського університету в Каліфорнії, використовував мовні моделі геному — генетичний еквівалент великих мовних моделей, що лежать в основі чат-ботів зі штучним інтелектом, — для розробки геномів для бактеріофагів. Потім віруси були створені в лабораторії та протестовані на бактеріях E. coli у чашці Петрі.

Можливість "швидко проєктувати" геноми та налаштовувати їх для конкретних бактерій, долаючи при цьому стійкість, може "перетворити фаготерапію" та "розширити інструментарій біотехнологій", — написали дослідники в журналі Science.

Але крім потенційних переваг, вчені заявили, що ця робота порушує "важливі питання щодо біобезпеки, біогерметизації та біозахисту" та закликали інших, хто займається розробкою повних геномів, "консультуватися як із фахівцями з безпеки, так і з фахівцями із захисту протягом усього проєкту".

У супровідній статті професор Том Інглсбі та доктор Морі Ханке з Центру безпеки охорони здоров'я Університету Джонса Хопкінса в Балтіморі підтвердили попередження, написавши: "Хоча це перспективний напрямок для застосування в біологічних науках, він також порушує нагальні питання біобезпеки та захисту. Можливість створювати вірусні геноми за допомогою генеративного ШІ вже існує; однак механізмів управління для безпечного використання цієї можливості поки що немає."

Хі та його колеги використовували моделі ШІ під назвами Evo1 та Evo2 для розробки нових вірусних геномів. Моделі були навчені на генетичних даних 2 мільйонів бактеріофагів. Генетичний код вірусів, здатних інфікувати рослини, людей чи інших тварин, був навмисно виключений із навчання ШІ, щоб знизити ризик створення небезпечних вірусів.

ШІ згенерував тисячі потенційних геномів, з яких дослідники відібрали близько 300 для створення у лабораторії. Ці геноми були поміщені в бактерії, які зчитували генетичний код та виробляли нові бактеріофаги. Процес виявився неефективним: життєздатними виявилося лише 16 бактеріофагів, але їх комбінація швидко подолала стійкість двох різних штамів кишкової палички.

Геноми бактеріофагів дуже малі, але Інглсбі та Ханке заявили, що ця робота довела, що генеративний штучний інтелект може створювати функціональні вірусні геноми. Невідомо, чи можна застосувати той самий підхід до інших вірусів, але вони зазначили, що не слід продовжувати роботу над патогенами, здатними інфікувати людей, тварин чи рослини.

"Такі геноми можуть кодувати нові патогени, які... не можуть бути стримані наявними заходами протидії", - написали вони.

Том Елліс, професор інженерії синтетичних геномів в Імперському коледжі Лондона, сказав, що робота вражає, але показує, наскільки складно буде створювати складніші геноми. "Це буквально найменший і найпростіший у створенні геном", - сказав він.

Елліс сказав, що ШІ, навчений на генетичному коді небезпечних бактерій, може бути використаний для створення більш небезпечних вірусів, але контроль доступу до генетичних даних та обмеження на створення геномів, які виглядають небезпечними, могли б допомогти. "Уряди вже докладають до цього значних зусиль", - додав він.

"Але, чесно кажучи", - сказав він, - "загроза, що виходить від повного проєктування і написання геному вірусу або бактерії за допомогою ШІ, сильно перебільшена, якщо врахувати, що просто взяти наявні патогени й внести в їх геноми зміни, що покращують їх функції, набагато простіше і з більшою ймовірністю становитиме реальну патогенну загрозу."

Доктор Філіпа Ленцос, доцент кафедри науки та міжнародної безпеки в Королівському коледжі Лондона, сказала, що найбільш важливим моментом для втручання є процес виробництва ДНК. "Важливо бачити ширшу картину управління та не зосереджувати регулювання виключно на моделі ШІ", – сказала вона. — "Багаторівневий підхід має більше сенсу: гарантії щодо розробки та доступу до моделей, відповідальний огляд досліджень, скринінг синтезу та встановлені стандарти біобезпеки та біозахисту лабораторій."

Міста по всьому світу стикаються з підвищенням температури, що чинить тиск на охорону здоров'я, інфраструктуру та енергетичні системи. Оскільки люди все більше покладаються на кондиціонери для охолодження, попит на енергію зростає, а тепло, що виділяється будинками, може ще більше нагрівати міські райони.

Технології міського поливу стають важливими способами зниження екстремальної спеки в містах, але їх використання часто обмежене доступністю води.

Як дощова вода охолоджує міста?

У дослідженні, опублікованому в журналі Earth's Future, дослідники використовували чисельне моделювання на основі процесів та штучний інтелект (ШІ) для тестування системи, яка зберігає дощову воду, зібрану з дахів, та автоматично розпорошує її на будівлі у спеку.

На прикладі Токіо вони виявили, що охолоджуючи дахи, система знижує кількість енергії, необхідної для кондиціонування повітря. Прохолодніші дахи передавали менше тепла до будинків, а зниження використання кондиціонерів означало зменшення викидів тепла до міста. У сукупності ці ефекти допомогли знизити температуру у містах, скоротивши загальну кількість днів з аномальною спекою та зменшивши інтенсивність екстремальних періодів спеки.

Що кажуть дослідники?

Провідний автор дослідження, доктор Чжунхуа Чжен, керівник напряму «Екологічна наука про дані та ШІ» в Манчестерському інституті екологічних досліджень (MERI) і старший викладач (доцент) у галузі науки про дані та екологічної аналітики в Манчестерському університеті, сказав: "Міста по всьому світу стикаються з дедалі більшими проблемами через сильну спеку. Кондиціювання повітря може допомогти забезпечити безпеку та комфорт людей, але воно також споживає велику кількість енергії та виділяє додаткове тепло у міське середовище.

"Наше дослідження показує, що збирання дощової води з дахів та її стратегічне використання для охолодження може стати практичним способом зниження як енергоспоживання, так і температури у містах.

Що особливо обнадійливо, так це те, що переваги стають ще більшими у спекотніші роки, що говорить про те, що цей підхід може стати все більш важливим у міру подальшого потепління клімату."

Як працюватимуть дощові розбризкувачі?

Дослідження показує, що момент включення розбризкувачів - наприклад, коли дах досягав певної температури - надавав більший вплив, ніж розмір резервуара або кількість води, що подається. Дослідники також виявили, що більший розмір не завжди означає найкраще охолодження. Дуже великі резервуари забезпечували лише незначне додаткове зниження енергоспоживання та екстремальної спеки, а подача додаткової води не завжди призводила до більшого охолодження, оскільки її частина залишалася на даху, а не випаровувалась.

Дослідники кажуть, що такий підхід може допомогти місцевій владі та містобудівникам оцінити, як системи охолодження на основі дощової води можуть працювати в їхніх регіонах, враховуючи при цьому практичні міркування, такі як вартість, доступність води та місцеві правила.

Чи може охолодження дощовою водою допомогти у розв'язанні інших міських проблем?

Оскільки міста продовжують боротися з підвищенням температури, команда вважає, що системи охолодження на основі дощової води на дахах можуть стати частиною ширшого комплексу заходів щодо адаптації до зміни клімату в містах, спрямованих на підвищення стійкості та захисту здоров'я населення.

Цзюньцзе Ю, аспірант Манчестерського університету, додав: "Резервуар для дощової води також забезпечує додаткову перевагу зниження екстремального міського стоку. Цей підхід є прикладом «природного розв'язання природних проблем», у якому дощова вода є природним ресурсом для пом'якшення як теплового стресу, і гідрологічних екстремальних явищ."