30 de abril de 2020

Os chips de computador desta startup são alimentados por neurônios humanos

Os "chips de computador híbridos" biológicos podem diminuir drasticamente a quantidade de energia necessária para executar os sistemas de IA.

Australian startup Cortical Labs está construindo chips de computador que usam neurônios biológicos extraídos de ratos e seres humanos segundo Fortune relatórios .

O objetivo é reduzir drasticamente a quantidade de energia que os sistemas atuais de inteligência artificial precisam para operar, imitando a maneira como o cérebro humano.

De acordo com o anúncio da Cortical Labs, a empresa planeja “construir tecnologia que aproveite o poder da biologia sintética e todo o potencial do cérebro humano”, a fim de criar uma “nova classe” de IA que possa resolver os “maiores desafios da sociedade. "

Os neurônios do rato são extraídos dos embriões, de acordo com a Fortune , mas os humanos são criados transformando as células da pele de volta em células-tronco e depois em neurônios.

A idéia de usar neurônios biológicos para alimentar computadores não é nova. O anúncio do Cortical Labs ocorre uma semana depois que um grupo de pesquisadores europeus conseguiu ativar uma rede neural funcional que permite que células cerebrais biológicas e baseadas em silício se comuniquem pela Internet.

Pesquisadores do MIT também tentaram usar bactérias, não neurônios, para construir um sistema de computação em 2016.

No momento, os mini-cérebros de Cortical têm menos poder de processamento do que um cérebro de libélula. A empresa está tentando conseguir que seus chips alimentados por neurônios do mouse sejam capazes de jogar um jogo de "Pong", como disse o CEO Hon Weng Chong à Fortune, seguindo os passos da empresa de IA DeepMind, que usou o jogo para testar o poder de seus algoritmos de IA em 2013.

"O que estamos tentando fazer é mostrar que podemos moldar o comportamento desses neurônios", disse Chong à Fortune .


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Concreto geopolimérico: construção de bases lunares com urina e regolito de astronautas

1 / 1As futuras bases lunares podem ser construídas com impressoras 3D que misturam materiais como o regolito da lua, a água e a urina dos astronautas. 
Crédito: ESA, Foster and Partners

Os módulos que as principais agências espaciais planejam erguer na Lua poderiam incorporar um elemento contribuído pelos próprios colonizadores humanos: a uréia no xixi. Pesquisadores europeus descobriram que ele poderia ser usado como plastificante para concreto usado na construção de estruturas.

A NASA, a Agência Espacial Européia (ESA) e sua contraparte chinesa planejam construir bases lunares nas próximas décadas como parte de um plano mais amplo de exploração espacial que levará os seres humanos a destinos mais distantes, como Marte.

No entanto, a colonização da lua apresenta problemas como altos níveis de radiação, temperaturas extremas , bombardeio de meteoritos e uma questão logística: levar materiais de construção para lá, embora possa não ser necessário.

Transportar cerca de 0,45 kg da Terra para o espaço custa cerca de US $ 10.000, o que significa que construir um módulo lunar completo dessa maneira seria muito caro. É por essa razão que as agências espaciais estão pensando em usar matérias-primas da superfície da lua - ou mesmo aquelas que os astronautas podem fornecer, como a urina.

Cientistas da Noruega, Espanha, Holanda e Itália, em cooperação com a ESA, realizaram várias experiências para verificar o potencial da uréia como plastificante, um aditivo que pode ser incorporado ao concreto para amaciar a mistura inicial e torná-la mais flexível antes de ser usada. endurece. Os detalhes são publicados no Journal of Cleaner Production .
Dispositivo para impressão de amostras 3D 
Crédito: Shima Pilehvar et al./ Journal of Cleaner Production

"Para tornar o geopolímero concreto que será usado na Lua, a idéia é usar o que já existe: regolito (material solto da superfície da lua) e a água do gelo presente em algumas áreas", explica um dos autores, Ramón Pamies, professor da Universidade Politécnica de Cartagena (Múrcia), onde várias análises das amostras foram realizadas por difração de raios-X. "Mas, além disso, com este estudo, vimos que um produto residual, como a urina do pessoal que ocupa as bases da lua, também pode ser usado. Os dois principais componentes da urina são a água e a uréia, uma molécula que permite a ligações de hidrogênio a serem quebradas e, portanto, reduz as viscosidades de muitas misturas aquosas ".

Usando um material semelhante ao regolito da lua desenvolvido pela ESA, juntamente com a uréia e vários plastificantes, os pesquisadores fabricaram vários cilindros de concreto usando uma impressora 3D e compararam os resultados.

Os experimentos, realizados no Østfold University College (Noruega), revelaram que as amostras feitas com uréia suportavam pesos pesados ​​e mantinham uma forma quase estável. Sua resistência também foi testada a uma temperatura de 80 ° C; Verificou-se um aumento mesmo após oito ciclos de congelamento e degelo, como os da lua.
Testes para ver a capacidade de formar camadas de uma mistura de material com 3% de uréia (amostra U) e outra com 3% de naftaleno, um plastificante comum (amostra N) 
Crédito: Shima Pilehvar et al. / Revista de Produção Mais Limpa

"Ainda não investigamos como a uréia seria extraída da urina, pois estamos avaliando se isso seria realmente necessário, porque talvez seus outros componentes também possam ser usados ​​para formar o concreto geopolimérico", diz um dos pesquisadores da A universidade norueguesa Anna-Lena Kjøniksen, que acrescenta: "A água real na urina pode ser usada para a mistura, junto com a obtida na lua, ou uma combinação de ambas".

Os cientistas enfatizam a necessidade de mais testes para encontrar o melhor material de construção para as bases da lua, onde pode ser produzido em massa usando impressoras 3D.

Mais informações: Shima Pilehvar et al., Utilização da uréia como superplastificante acessível na Lua para misturas geopoliméricas lunares, Journal of Cleaner Production (2019). DOI: 10.1016 / j.jclepro.2019.119177

Fonte - Phys.org

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Futurism

29 de abril de 2020

A IA dos engenheiros do Google 'modifica' para torná-la mais rápida do que podemos codificá-los

(Andriy Onufriyenko / Moment / Getty Images)

Grande parte do trabalho realizado pela inteligência artificial envolve um processo de treinamento conhecido como aprendizado de máquina , em que a IA melhora em uma tarefa como reconhecer um gato ou mapear uma rota quanto mais ela o faz. Agora, essa mesma técnica está sendo usada para criar novos sistemas de IA, sem nenhuma intervenção humana.

Há anos, os engenheiros do Google trabalham em um sistema de aprendizado de máquina estranhamente inteligente, conhecido como  sistema AutoML  (ou sistema de aprendizado de máquina automático), que já é capaz de criar IA que supera tudo o que fizemos .

Agora, os pesquisadores o aprimoraram para incorporar conceitos da evolução darwiniana e mostraram que ela pode criar programas de IA que continuam melhorando mais rapidamente do que se os humanos estivessem fazendo a codificação.

O novo sistema é chamado AutoML-Zero e, embora possa parecer um pouco alarmante, pode levar ao rápido desenvolvimento de sistemas mais inteligentes - por exemplo, redes neurais projetadas para imitar com mais precisão o cérebro humano com várias camadas e pesos, algo humano codificadores têm lutado com.

"Hoje é possível descobrir automaticamente algoritmos completos de aprendizado de máquina usando apenas operações matemáticas básicas como blocos de construção", escrevem os pesquisadores. "Demonstramos isso introduzindo uma nova estrutura que reduz significativamente o viés humano por meio de um espaço de pesquisa genérico".

O sistema AutoML original pretende facilitar o aproveitamento do aprendizado de máquina por aplicativos e já inclui muitos recursos automatizados, mas o AutoML-Zero reduz a quantidade necessária de entrada humana.

Usando um processo simples de três etapas - configure, preveja e aprenda - ele pode ser pensado como aprendizado de máquina do zero.

O sistema começa com uma seleção de 100 algoritmos feitos combinando aleatoriamente operações matemáticas simples. Um processo sofisticado de tentativa e erro identifica os melhores desempenhos, que são retidos - com alguns ajustes - para outra rodada de testes. Em outras palavras, a rede neural está sofrendo mutações.

Quando um novo código é produzido, ele é testado em tarefas de IA - como detectar a diferença entre a imagem de um caminhão e a imagem de um cachorro - e os algoritmos com melhor desempenho são mantidos para iteração futura. Como a sobrevivência do mais forte.

E também é rápido: os pesquisadores calculam que até 10.000 algoritmos possíveis podem ser pesquisados ​​por segundo por processador (quanto mais processadores de computador disponíveis para a tarefa, mais rápido ele pode funcionar).

Eventualmente, isso deve fazer com que os sistemas de inteligência artificial se tornem mais amplamente utilizados e mais fáceis de acessar para programadores sem experiência em IA. Pode até nos ajudar a erradicar o viés humano da IA, porque os seres humanos quase não estão envolvidos.

O trabalho para melhorar o AutoML-Zero continua, com a esperança de que ele possa cuspir algoritmos que meros programadores humanos nunca teriam pensado. No momento, ele só é capaz de produzir sistemas simples de IA, mas os pesquisadores pensam que a complexidade pode ser ampliada rapidamente.

"Enquanto a maioria das pessoas estava dando passos de bebê, [os pesquisadores] deram um salto gigante no desconhecido", disse o cientista da computação Risto Miikkulainen, da Universidade do Texas, Austin, que não estava envolvido no trabalho, a Edd Gent, da Science . "Este é um daqueles artigos que podem lançar muitas pesquisas futuras".

O trabalho de pesquisa ainda não foi publicado em uma revista revisada por pares, mas pode ser visto on-line em arXiv.org .


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AKARIN2521 / ISTOCK.COM

Nova pesquisa revela segredos dos misteriosos buracos negros do espaço

Raio X: NASA / CXO / CSIC-INTA / G.Miniutti et al .; Ilustração: NASA / CXC / M. Weiss;

Os cientistas descobriram pistas sobre as razões pelas quais os buracos negros misteriosos aumentam de tamanho, depois de descobrir uma incrível luta entre uma estrela e um buraco negro a 250.000 anos-luz de distância.

O professor Andrew King, professor de astrofísica teórica da Escola de Física e Astronomia da Universidade de Leicester descobriu uma estrela anã branca que escapou de ser engolida por um buraco negro, mas ficou presa em órbita ao redor dele.

Encontros de pastoreio entre estrelas e buracos negros como esse devem ser mais comuns do que colisões diretas, mas muito poucos foram registrados. Isso pode ocorrer porque buracos negros supermassivos simplesmente engolem estrelas que passam e crescem em tamanho, ou estrelas sobreviventes geralmente levam muito tempo para orbitar um buraco negro para que os astrônomos reconheçam que as erupções de raios-x se repetem.

O professor Andrew King, professor de astrofísica teórica da Escola de Física e Astronomia da Universidade , disse: “Esta anã branca está trancada em uma órbita elíptica perto do buraco negro, orbitando a cada nove horas. Na sua aproximação mais próxima, cerca de 15 vezes o raio do horizonte de eventos do buraco negro, o gás é puxado da estrela para um disco de acumulação ao redor do buraco negro, liberando raios-X que as duas naves estão detectando.

“Em termos astronômicos, esse evento é visível apenas por um curto período de tempo em nossos telescópios atuais - cerca de 2.000 anos; portanto, a menos que tenhamos uma sorte extraordinária de ter capturado este, pode haver muito mais que estamos perdendo em outras partes do Universo.

"Esses encontros podem ser uma das principais maneiras de os buracos negros crescerem."

O buraco negro estudado é pequeno e a órbita da anã branca está suficientemente próxima que as erupções de raios-X são identificáveis.

Originalmente um gigante vermelho, as camadas externas da estrela ricas em hidrogênio foram arrancadas pelo buraco negro, deixando seu núcleo rico em hélio - uma anã branca.

O professor King continuou: “Em princípio, essa perda de massa continuaria até e mesmo depois que a anã branca se tornasse um planeta, em cerca de um trilhão de anos. Esta seria uma maneira notavelmente lenta e complicada para o Universo criar um planeta! ”

“Vai ser difícil fugir, mas não há escapatória. O buraco negro vai comê-lo cada vez mais devagar, mas nunca para.

Foram analisados ​​dados de dois telescópios de raios-X em órbita, o Observatório de Raios-X Chandra da NASA e o XMM-Newton da ESA, para estudar um buraco negro no centro da galáxia GSN 069.

Lançado em 1999, o XMM-Newton carrega a European Photon Imaging Camera (EPIC), que inclui componentes construídos na Universidade de Leicester.


BepiColombo leva as últimas imagens da Terra a caminho de Mercúrio

ESA

A missão ESA / JAXA BepiColombo completou seu primeiro sobrevôo em 10 de abril, com a sonda a menos de 12 700 km da superfície da Terra às 06:25 CEST, orientando sua trajetória em direção ao destino final, Mercúrio. As imagens reunidas pouco antes da abordagem mais próxima retratam nosso planeta brilhando na escuridão, durante um dos momentos mais desafiadores da humanidade na história recente.

Lançado em 2018, o BepiColombo está em uma jornada de sete anos para o planeta menor e mais interno que orbita o Sol, que contém pistas importantes sobre a formação e evolução de todo o Sistema Solar.

A operação de hoje é o primeiro dos nove flybys que, juntamente com o sistema de propulsão solar a bordo, ajudarão a espaçonave a atingir sua órbita alvo em torno de Mercúrio. Os próximos dois vôos serão realizados em Vênus e outros seis no próprio Mercúrio
Uma sequência de imagens capturadas por uma das câmeras selfie no BepiColombo pouco antes da aproximação mais próxima.
Embora a manobra tenha se aproveitado da gravidade da Terra para ajustar o caminho da nave espacial e não exigisse nenhuma operação ativa, como propulsores de disparo, ela incluiu 34 minutos críticos logo após a abordagem mais próxima de BepiColombo ao nosso planeta, quando a sonda voou através da sombra de Terra.

"Esta fase do eclipse foi a parte mais delicada do sobrevôo, com a sonda passando pelas sombras do nosso planeta e não recebendo luz solar direta pela primeira vez após o lançamento", disse Elsa Montagnon, gerente de operações de espaçonaves BepiColombo da ESA.

Para se preparar para o eclipse programado, os operadores de missão carregaram totalmente as baterias da nave espacial e aqueceram todos os componentes com antecedência, depois monitoraram de perto a temperatura de todos os sistemas de bordo durante o período no escuro, entre 07:01 e 07:35 CEST.

“É sempre estressante saber que os painéis solares de uma espaçonave não são banhados pela luz solar. Quando vimos que as células solares foram reiniciadas para gerar corrente elétrica, sabíamos que o BepiColombo estava finalmente fora da sombra da Terra e pronto para prosseguir em sua jornada interplanetária ”, acrescentou Elsa.

As operações espaciais nunca são rotineiras no centro de controle de missões da ESA em Darmstadt, Alemanha, mas o sobrevôo de hoje teve um desafio extra. A manobra, programada com muita antecedência e impossível de adiar, teve que ser preparada com pessoal limitado no local, em meio às medidas de distanciamento social adotadas pela Agência em resposta à pandemia de coronavírus em andamento; mas as restrições não tiveram impacto no sucesso da operação.

À medida que o BepiColombo avançava pelo nosso planeta, a maioria dos instrumentos científicos da Mercury Planetary Orbiter da ESA - uma das duas naves espaciais científicas que compõem a missão - foram ativados. Vários sensores também estavam ativos no segundo componente da missão, o Mercury Magnetospheric Orbiter da JAXA, também conhecido como Mio.
Sequencia de operacao que aconteceram em torno do sobrevoo BepiColombo Earth 

Os cientistas usarão os dados coletados durante o sobrevôo, que incluem imagens da Lua e medições do campo magnético da Terra à medida que a espaçonave passou, para calibrar os instrumentos que, a partir de 2026, investigarão Mercúrio para resolver o mistério de como o planeta arrasado formado.

"É claro que hoje era muito diferente do que poderíamos imaginar há apenas alguns meses", disse Johannes Benkhoff, cientista do projeto BepiColombo da ESA, que acompanhou a operação de sua casa na Holanda, junto com muitos cientistas do instrumento 16 equipes que compõem a missão, espalhadas entre a Europa e o Japão.

“Estamos todos satisfeitos que o sobrevôo tenha corrido bem e que possamos operar vários instrumentos científicos, e estamos ansiosos para receber e analisar os dados. Isso também será útil para se preparar para o próximo sobrevôo, quando o BepiColombo passar por Vênus em outubro. ”

“Há um grande interesse no Japão na missão BepiColombo. Assim, após o sobrevôo bem-sucedido, estamos ansiosos pela ciência em Vênus e Mercúrio ”, disse Go Murakami, cientista do projeto BepiColombo da JAXA.

Nossa casa do espaço

Uma sequência de imagens tiradas pelas câmeras selfie no BepiColombo ao se aproximar da Terra antes do sobrevôo em 9 de abril de 2020, menos de um dia antes da aproximação mais próxima.  Quando o BepiColombo se aproximou do planeta a uma velocidade superior a 100 000 km / h, a distância à Terra diminuiu de 281 940 km para 128 000 km durante o tempo em que a sequência foi capturada.
ESA

Em 9 de abril, antes do sobrevôo, e novamente hoje, pouco antes do fechamento, as câmeras de monitoramento BepiColombo capturaram uma série de imagens da Terra do espaço, retratando nosso planeta nesses tempos difíceis para os seres humanos na Europa e no mundo.

"Essas selfies do espaço são humilhantes, mostrando ao nosso planeta, o lar comum que compartilhamos, em um dos períodos mais perturbadores e incertos que muitos de nós já passamos", disse Günther Hasinger, diretor de ciências da ESA, que também acompanhou o evento. remotamente de casa, na Espanha. 

“Somos cientistas que voam naves espaciais para explorar o Sistema Solar e observar o Universo em busca de nossas origens cósmicas, mas antes disso somos seres humanos, cuidando uns dos outros e lidando juntos com uma emergência planetária. Quando olho para essas imagens, lembro-me da força e resiliência da humanidade, dos desafios que podemos superar quando nos unimos e desejo que eles tragam a você o mesmo sentimento de esperança para o nosso futuro. ”

Sobre BepiColombo

BepiColombo é a primeira missão da Europa a Mercúrio. Lançado em 20 de outubro de 2018, está em uma jornada de sete anos para o planeta terrestre menor e menos explorado em nosso Sistema Solar. A missão é um esforço conjunto entre a ESA e a Agência de Exploração Aeroespacial do Japão (JAXA), realizada sob a liderança da ESA.

O BepiColombo compreende dois orbitadores científicos: o Mercury Planetary Orbiter (MPO) da ESA e o Mercury Magnetospheric Orbiter (Mio) da JAXA. Após a chegada a Mercúrio no final de 2025, serão necessárias mais de 15 manobras adicionais para colocar os dois orbitadores em suas órbitas polares dedicadas ao redor do planeta. Iniciando as operações científicas no início de 2026, ambos os orbitadores coletarão dados durante uma missão nominal de um ano, com uma possível extensão de um ano. A missão recebeu o nome do matemático e engenheiro italiano Giuseppe (Bepi) Colombo (1920-1984).


O site da missão JAXA está disponível em inglês aqui: http://mio.isas.jaxa.jp/en/


Alguns membros da equipe de controle de vôo do BepiColombo 

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