luty 2020

Sztuczna inteligencja może rozwiązać największe zagadki Wszechświata

Choć współczesna nauka bardzo intensywnie próbuje zrozumieć powstanie i strukturę Wszechświata, wciąż nie potrafimy wyjaśnić wielu bardzo ważnych zjawisk. Do największych tajemnic kosmosu można zaliczyć między innymi ciemną materię, która, choć stanowi większość Wszechświata, jest dla naszego oka dosłownie niewidzialna. Jednak nasza wiedza na tematy kosmiczne może znacząco poszerzyć się dzięki sztucznej inteligencji.

 

Naukowcy pod kierownictwem profesora Takahiro Nishimichi z Instytutu Fizyki Teoretycznej Yukawa z Uniwersytetu w Kioto stworzyli algorytm pod nazwą Dark Emulator, posługując się superkomputerami ATERUI i ATERUI II oraz najszybszą na świecie astrofizyczną symulacją. Nowe narzędzie pozwala zbadać możliwości dotyczące powstania struktur kosmicznych oraz zmianę rozkładu ciemnej materii w czasie podczas ewolucji Wszechświata.

 

Dzięki superkomputerom, w ciągu trzech lat stworzono ogromną bazę danych, którą można teraz odtworzyć w ciągu kilku sekund. Dark Emulator pozwala dowolnie manipulować wartościami kilku kluczowych parametrów Wszechświata – między innymi zawartością ciemnej materii i ciemnej energii. W ten sposób, naukowcy stworzyli w superkomputerach ATERUI i ATERUI II setki wirtualnych Wszechświatów. Dark Emulator uczy się na podstawie dostępnych danych i wyciąga wnioski z nowych zestawów danych bez konieczności tworzenia nowych symulacji.

Podczas testów wykazano, że sztuczna inteligencja z powodzeniem potrafi przewidywać słabe efekty soczewkowania grawitacyjnego z przeglądu nieba Hyper Suprime-Cam oraz trójwymiarowe wzorce rozmieszczenia galaktyk, zarejestrowane w ramach przeglądu Sloan Digital Sky Survey, z dokładnością 2-3%. Dark Emulator potrafi to robić w ciągu kilku sekund, a więc jest potężnym narzędziem. Dla porównania, przeprowadzanie indywidualnych symulacji na superkomputerze bez pomocy sztucznej inteligencji zajęłoby kilka dni.

 

Naukowcy mają nadzieję, że sztuczną inteligencję Dark Emulator będzie można wykorzystać do błyskawicznej analizy ogromnych ilości danych, które pozyskamy w nadchodzących latach. Być może to właśnie ona pozwoli nam dokładnie poznać historię, ewolucję i strukturę Wszechświata.

 

loading...

Co nauka mówi o twoich szansach w kasynie

Wiele osób wybiera grę w kasynach internetowych czy stacjonarnych z myślą o szybkim i łatwym zarobku. Nie bierze jednak pod uwagę matematycznych wyliczeń, które wpływają na szansę wygranej, jak i kilku innych czynników. Sprawdzamy zatem, co nauka mówi o naszych szansach w kasynie?

 

Matematyka a kasyno

Często nie zdajemy sobie sprawy z bardzo prostego faktu, iż kasyna powstały po to, aby mogły zarabiać. Gdyby tak nie było, to dzisiejszy rynek hazardowy wyglądałby zupełnie inaczej. W przypadku wielu gier obecnych w ofercie kasyn niezwykle przydaje się matematyka oraz statystyka. Okazuje się bowiem, że w każdej grze kasyno posiada mniejszą lub większą przewagę nad graczem.

 

Weźmy na pierwszy ogień ruletkę, czyli królową kasyn. Od lat możemy się zetknąć z dwiema popularnymi jej odmianami: europejską oraz amerykańską. Ta pierwsza jest zbliżona do oryginalnej ruletki z II połowy XVII wieku. Na kole znajduje się 36 liczb oraz pole 0. Oznacza to, że przewaga kasyna nad graczem wynosi tutaj 2,7%. Teoretycznie zatem przy postawieniu 1000 złotych możemy stracić 27. Nawet przy prostym zakładzie czarne lub czerwone, parzyste czy nieparzyste pole 0 jest neutralne i oznacza przegraną zakładu. Przez to kasyno ma po swojej stronie 18 pól plus 0. W ruletce amerykańskiej zaś na kole dołożono pole 00. W ten oto sposób przewaga kasyna wzrosła do 5,26%. Przy prostym zakładzie przewaga pól na kole wynosi 20 do 18 po stronie kasyna.

 

O wiele gorzej dla gracza wygląda sprawa z automatami. Tutaj matematycznie obliczany jest bowiem procent zwrotu dla gracza, który jest ustalany przez kasyno lub producenta slotu. Oznaczany jako RTP w formie procentowej pokazuje, ile otrzymamy teoretycznie złotych za każde 100 czy 1000. Choć zdarzają się gry z RTP na poziomie 97-99%, to jednak większość z nich posiada ten współczynnik poniżej 95-96%. Nie da się zatem ukryć, że każde kasyno internetowe najwięcej zarabia właśnie na automatach, a samo wylosowanie najwyższej wygranej to nie szczęście, tylko akurat zaprogramowane działanie automatu.

Najmniejszą przewagę kasyna możemy zaobserwować na przykładzie gier karcianych: blackjacka i bakarata. Tutaj często bowiem wynosi ona w okolicach 1%. Akurat blackjack czy ruletka świetnie nadają się do wykorzystania kilku strategii matematycznych: Martingale, Paroli, ciąg Fibonacciego. Dzięki nim można nie tylko zniwelować przewagę kasyna, lecz także nawet mieć ją po swojej stronie. Matematycznie także udowodnione jest to, że liczenie kart, które jest zabronione przez kasyna, daje graczom znacznie większe szanse na wygrane.

Psychologia

Skupiliśmy się na samej matematyce, a tymczasem również i nauki psychologiczne mogą nam wiele powiedzieć na temat naszych szans na wygrane. Chodzi tu bowiem o uwarunkowania psychologiczne gracza, jego stan emocjonalny. Nie od dziś wiadomo, że niektóre osoby są bardziej podatne na sugestię innych. Kasyna stacjonarne wykorzystują słabą wolę graczy poprzez zapewnianie im bonusów, zniżek, co wpływa na przedłużenie gry. Stan psychiczny czy fizyczny gracza również odgrywa ogromną rolę.

 

Odradzana jest bowiem gra w kasynie, kiedy mamy zły humor, jesteśmy w depresji. Ogromny wpływ na podejmowane przez nas decyzje ma stan upojenia alkoholowego czy korzystanie z używek. Ciężej wtedy o trzeźwy umysł, podejmowanie racjonalnych decyzji. Granie pod wpływem presji, próba zniwelowania strat mogą powodować, że tylko będziemy notować kolejne straty, a nasze szanse drastycznie zmaleją. Warto się bardziej zainteresować tym, jak nauka może pomóc nam w oszacowaniu szans w kasynie czy też zwiększeniu prawdopodobieństwa wygranej.

 

 

loading...

Odkryto, że woda w stanie ciekłym przyjmuje dwie różne struktury molekularne

Życie na Ziemi bez obecności wody najprawdopodobniej nie byłoby możliwe. Co ciekawe, choć woda jest wszechobecna i korzystamy z niej każdego dnia, wciąż tak naprawdę nie poznaliśmy jej wszystkich tajemnic. Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego dokonali właśnie odkrycia, które tylko potwierdza, że woda jest naprawdę dziwna.

 

Większość cieczy staje się gęstsza po schłodzeniu, gdy zamienia się w lód. Jednak woda osiąga swoją maksymalną gęstość przy temperaturze około 4 stopni Celsjusza. Przy niższych temperaturach, jej gęstość znów spada. To oznacza, że lód, który pojawia się przy temperaturze 0 stopni Celsjusza, jest mniej gęsty, dlatego unosi się na powierzchni wody.

 

Ponadto, woda ma bardzo wysokie napięcie powierzchniowe i pod tym względem ustępuje jedynie rtęci. Posiada niezwykle wysoką temperaturę topnienia oraz wrzenia i można w niej rozpuścić wiele chemikaliów, co dla naukowców jest dość dziwne.

 

W 2018 roku, naukowcy z Wielkiej Brytanii i Japonii odkryli, że specyficzne właściwości wody mają związek z tetraedrycznym układem cząsteczek wody w postaci płynnej. To oznacza, że każda cząsteczka wody jest poprzez wodór związana z czterema innymi cząsteczkami w kształcie przypominającym piramidę. Jednak kwestia uporządkowania struktury wody wciąż pozostaje niejasna. Jeden model sugeruje, że struktura molekularna wody jest unimodalna i zawiera tylko czworościany. Natomiast drugi wskazuje na bimodalność, czyli strukturę składającą się z czworościanów i czegoś jeszcze.

Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego, chcąc rozwiązać ten problem, przeprowadzili symulacje komputerowe, a także badania na ciekłej krzemionce. Jest to jedna z niewielu cieczy, która również posiada tetraedryczny układ molekularny. Eksperymenty zostały oparte na dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego.

 

Przyglądając się pikom dyfrakcyjnym odkryto dwa piki nakładające się na siebie w pierwszym piku dyfrakcyjnym. Jeden z nich odpowiadał odległości między atomami tlenu jak w „zwykłych” cieczach, natomiast drugi wskazywał na większą odległość, która występuje w tetraedrycznych układach molekularnych.

 

Zastosowanie nowych metod obliczeniowych w połączeniu z analizą danych o rozpraszaniu promieniowania rentgenowskiego pozwoliło ustalić, że woda w stanie ciekłym przyjmuje dwie różne struktury molekularne. Odkrycie może wpłynąć na nasze zrozumienie żywych organizmów, które funkcjonują dzięki ciekłej wodzie, a także na biologię molekularną, chemię oraz farmakologię i może znaleźć zastosowania przemysłowe.

 

loading...

Panele słoneczne będą w przyszłości generować prąd nawet w nocy

Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Davis twierdzą, że współczesne panele słoneczne nie muszą funkcjonować jedynie w ciągu dnia. Stosując odpowiednie materiały możemy sprawić, że ogniwa fotowoltaiczne będą pracować zarówno w dzień, jak i w nocy, co zwiększy produkcję energii.

 

Od co najmniej kilku lat trwają prace nad panelami słonecznymi, które mogłyby wytwarzać energię elektryczną w nocy. Zespół z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Davis twierdzi, że takie urządzenia, bazujące na technologii ogniw termoradiacyjnych, mogłyby w nocy generować dodatkowe 25% energii, którą normalnie produkują w ciągu dnia.

 

Naukowcy wskazują, że obiekty cieplejsze od otoczenia uwalniają swoje ciepło w postaci promieniowania podczerwonego. Zatem stosując odpowiednie materiały i elektronikę możemy sprawić, że panele będą przekształcać podczerwień w energię elektryczną.

Eksperymenty nad tego typu technologią były prowadzone między innymi w 2019 roku przez naukowców z Uniwersytetu Stanforda. Jednak ich urządzenie skupiało się na wytwarzaniu energii wyłącznie nocą.

 

Natomiast badacze z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Davis uważają, że w niedalekiej przyszłości powstaną pierwsze panele słoneczne, które będą mogły generować energię elektryczną przez całą dobę i będą „przełączać się” między trybem dziennym a nocnym. Nowa technologia sprawi, że ogniwa fotowoltaiczne staną się jeszcze bardziej efektywne w wytwarzaniu czystej energii.

 

loading...

Naukowcy stworzyli nowy proces wytwarzania grafenu ze śmieci

Na Uniwersytecie Rice’a opracowano nową technikę przekształcania odpadów bogatych w węgiel w grafen. Metoda ta może mieć nie tylko korzystny wpływ na środowisko, ale pozwala też szybko i tanio pozyskiwać ten rewelacyjny materiał.

 

Nowa technologia polega na podgrzewaniu odpadów do ponad 2 700 stopni Celsjusza. Wysoka temperatura zrywa wiązania węglowe w odpadach, z których można następnie wytworzyć grafen i to w ciągu milisekund. Do tego rozwiązania potrzebne są odpady na bazie węgla, takie jak skórki od banana czy opony samochodowe.

 

Opracowana przez naukowców metoda pozwala wykorzystać śmieci, a więc jest ekologiczna. Rozwiązuje to problem wszechobecnych odpadów, które łatwo trafiają do środowiska i zanieczyszczają naszą planetę. Dotyczy to nie tylko tworzyw sztucznych, ale też zmarnowanej żywności. Powstały w ten sposób grafen można wykorzystać do różnych celów.

 

Warto dodać, że istniejące procesy produkcji grafenu pozwalają wytwarzać materiał o niskiej jakości, lub grafen wysokiej jakości lecz w małych ilościach. Tymczasem naukowcy z Uniwersytetu Rice’a zademonstrowali możliwość wytwarzania przyzwoitej ilości grafenu dobrej jakości w krótszym czasie i przy niższych kosztach.

 

Tanie i szybkie metody produkcji grafenu pozwalają na jego szersze wykorzystanie. Grafen można użyć np. do produkcji samochodów i ubrań, ale przede wszystkim w elektronice. Ten dwuwymiarowy materiał może okazać się szczególnie przydatny w smartfonach, komputerach i panelach słonecznych.

 

loading...