Металлы в невесомости и нейросети для кибербезопасности: последние открытия российских ученых

Рассказываем, какие открытия совершили за последнее время сотрудники исследовательских институтов и вузов, подведомственных Минобрнауки, а также российские ученые при поддержке ведомства.

Невесомость помогает создавать однородную структуру материалов

В космосе за счет отсутствия гравитации металл затвердевает более однородно, чем на Земле. Это выяснили физики, которые рассчитали процесс затвердевания металлических сплавов из алюминий-никеля. Сплавы выбрали неслучайно, так как они являются одними из самых распространенных и составляют 20 % всей отрасли металлообработки в мире. Модель построили на основе экспериментальных данных: сравнили результаты, полученные для образцов сплава в условиях микрогравитации на борту Международной космической станции, с результатами образцов, обработанных в земных условиях.

Разработанная модель позволит моделировать процесс затвердевания сплава без предварительных испытаний методом проб и ошибок, требующих затрат времени и энергии.

Первое в России производство биоразлагаемых магниевых медицинских имплантатов запустят в 2023 году

Тольяттинские ученые совместно с индустриальным партнером уже в следующем году создадут в России первое производство полного цикла по изготовлению медицинских имплантатов из биорезорбируемых (растворяемых) магниевых сплавов для травматологии и ортопедии. Такими изделиями медики в будущем планируют заменить имплантаты из титана.

По данным многочисленных научных исследований, биорастворимые сплавы магния более прочны по сравнению с аналогами, например, стекловолокном или полимолочной кислотой. В России ежегодно проводится более 10 тыс. операций с применением имплантатов из сплава магния. Уникальность таких медицинских изделий в том, что после сращивания костей они разлагаются и выводятся из организма пациента без каких-либо негативных последствий. Поэтому пациентам не нужно ложиться на повторную операцию для извлечения имплантата.

Ученые уже получили магниевые сплавы, обладающие необходимым набором свойств (включая заданную скорость растворения) и разработали технологии создания полуфабрикатов будущих медицинских изделий. Доклинические испытания показали эффективность опытных образцов в лечении переломов.

Ученые придумали, чем заменить пароли для безопасного входа в систему

В основе разработки лежит математическая модель многофакторной аутентификации с применением нейронных сетей. Система защиты персональных данных состоит из трех этапов распознавания биометрических данных: голос, фото- и видеоидентификация. При входе в систему злоумышленники не смогут подделать или украсть данные из-за дополнительных барьеров: программа обрабатывает диапазон голоса по 12 параметрам и 128 точек лица.

Такой программный продукт в комплексной реализации не имеет аналогов. В совокупности многофакторная аутентификация и обучающая нейронная сеть выдают повышенную точность при обработке биометрических данных пользователя (99,6 %).

Разработку башкирских ученых планируется установить как на персональных компьютерах, так и на автоматизированных рабочих системах.

Мордовские ученые оцифровывают мокшанский и эрзянский языки

Мордвины говорят на мокшанском и эрзянском языках, относящихся к финно-угорской ветви уральской языковой семьи. Согласно последним доступным данным Всероссийской переписи населения, они входят в десятку самых многочисленных народов страны, в России проживает более 800 тысяч мордвы. Вместе с тем отмечается сокращение носителей мокшанского и эрзянского языков, что обусловило интерес ученых к их описанию, оцифровке и размещению информации на электронном ресурсе.

Исследователи использовали тексты художественных произведений разных периодов. Они перевели тексты в структуру морфологического анализатора на цифровой платформе «ЛингвоДок» и добавили к словам глоссы: их начальные формы, перевод, а также грамматические характеристики.

По планам ученых МГУ имени Н. П. Огарева, в «Национальный корпус мордовских языков» войдут не менее 200 тысяч словоформ. В дальнейшем глоссированные тексты станут основой для разработки программы автоматического перевода, системы распознавания орфографии, синтезаторов речи. Также полученная информация поможет ретроспективно восстановить пути развития языков.

На Кольском полуострове ученые обнаружили обогащенное стратегическими металлами магматическое тело

В минералах магматического тела — застывшего в земной коре вещества мантии Земли — выявлены высокие содержания редких металлов, которые превышают аналогичные концентрации в крупных месторождениях. Ученые обнаружили в этих телах значительные количества ниобия, циркония, бария, стронция, железа, титана, а также летучих компонентов, которые снижают температуру кристаллизации, вязкость сплава, влияют на рост кристаллизационной способности минералов.

Стратегические металлы ценны тем, что принципиально меняют свойства материалов. Например, добавление незначительного количества скандия в алюминиевые сплавы в три раза повышает их прочность и создает ковкость. Кроме того, редкоземельные элементы используют в различных отраслях техники: в радиоэлектронике, приборостроении, атомной технике, машиностроении, химической промышленности, металлургии.

Проведенное исследование позволяет оценить процесс концентрирования редких элементов на самых поздних стадиях эволюции щелочных магм.