지구의 탄소 순환에 중요한 미생물이 있다는 것을 발견

mss(magic square system)master:jk0620
http://blog.naver.com/mssoms
http://jl0620.blogspot.com
http://jk0620.tripod.com



Plein Soleil

 

 

.행성 방위 원정을위한 자기 추진 우주선

에 의해 유럽 우주국 Hera는 충돌 분화구를 스캔하기 위해 적외선을 사용합니다. 신용 : 유럽 우주국

Didymos 소행성 쌍에 ESA의 Hera 행성 방위 임무를 설계 한 엔지니어들은 우주선이 우주를 조종 할 수 있도록 첨단 기술을 개발하고 있습니다. " 자기 추진 차가 지구상의 미래 라고 생각한다면 , 헤라는 깊은 우주 에서 자치의 개척자입니다 ."라고 ESA가 제안한 Hera 임무 의 수석 시스템 엔지니어 인 Paolo Martino는 설명합니다 . "임무가 완전히 수동으로 지상에서 작동하도록 설계된 동안 새로운 기술은 핵심 임무 목표를 달성하고 높은 위험을 감수 할 수있게되면 시험 될 것입니다." Hera는 현재 11 월에 Space19 + Ministerial Council에서 유럽의 장관에게 수여되기 전에 상세한 설계 작업의 주제가됩니다. 우주선은 선구적인 행성 방어 실험의 여파로 디디 모스 소행성 780m 직경의 작은 160m 직경의 달을 조사 할 예정이다. "우주선은 자율 차량처럼 작동하여 서로 다른 센서의 데이터를 융합하여 주변 환경의 일관된 모델을 구축 할 것입니다."라고 ESA의 GNC (guidance and navigation) 엔지니어 인 Gil Fernandez는 말합니다. "헤라의 가장 중요한 데이터 소스는 스타 트랙커, 레이저 고도계, 열 적외선 카메라 및 가속도계를 포함한 관성 센서의 입력과 결합 된 소행성 프레임 카메라입니다."

 

https://youtu.be/DO3Y9CVCCCo

Hera 우주선자가 운전 항법 테스트. 신용 : 유럽 우주국

온 특히 초점을 맞추고 - 결과의 자율성은 픽셀 당 2cm까지 고해상도 과학적 관찰의 취득을 가능하게 헤라가 작은 소행성 'Didymoon'의 표면에서 200 미터 안전하게 가까운 탐색 할 수 있어야 미치는 영향 분화구 에 의해 왼쪽 미국 DART 우주선이 궤도를 돌리기 위해 디딤돌에 추락했습니다. GNC 엔지니어 인 Massimo Casasco는 다음과 같이 덧붙입니다. "다른 모든 우주 탐사선은 ESA의 유럽 우주 운용 센터 (ESA European Space Operations Center)의 우주 비행 통제 센터에서 탐사 명령을 받고 우주선에 몇 시간 동안 업 링크 될 예정이다. Hera의 실험 단계, 동등한 결정은 실시간으로 자율적으로 수행됩니다. " 내비게이션의 신뢰성을 극대화하기 위해 Hera의 메인 온보드 컴퓨터는 데스크톱 PC가 별도의 그래픽 카드를 사용하는 것과 동일한 방식으로 전용 이미지 처리 장치로 보완되며 생산 라인에서 사용되는 산업용 카메라의 머신 비전 기술을 차용합니다.

레이저 고도계를 사용하여 Hera는 Didymoon의 표면을 스캔합니다. 현재 연구중인 ESA의 Hera 임무 개념은 바이너리 소행성에 대한 인류 최초의 사명이 될 것입니다. 직경 780m 인 디디 모스 (Didymos)는 직경 160m의 2 차체를 동반합니다. 신용 : 유럽 우주국 이미지 기반 탐색

2023 년 10 월에 발사되고 3 년 후 목표 디디 모스 (Desados) 근처의 지구 소행성에 도달하기 때문에 ESA가 제안한 헤라 (Hera) 미션은 세 가지 모드로 항해 할 예정입니다. 초기 접근법에서 주요 소행성은 많은 사람들 중에서 하나의 더 밝은 별처럼 보일 것입니다. "먼 곳에서, 그것은 단지 작은 점일 것입니다."라고 예수님은 설명합니다. "우리는 백그라운드 스타 필드 (starfield)에 대한 모션을 관찰하기 위해 여러 장의 사진을 찍어야한다."

헤라 임무 일정. 신용 : 유럽 우주국

이 영상 기법은 우주 파편의 작은 항목을 탐지하고 결국 미래의 로봇 파편 제거 임무가 그들과 랑데뷰하도록 허용하기 위해 개발 된 것과 유사합니다. 다음 모드는 30km에서 8km 거리에서 Hera의 임무 중 대부분을 차지할 것이며, 더 큰 'Didymain'소행성은 전체적인 기준점으로 카메라보기에서 프레임됩니다. "이 모드는 큰 소행성을 전체 카메라의 시야보다 작게하고 그 가장자리의 대비를 감지하여 그 너머의 공간으로 나아가는 데 달려 있습니다."라고 말합니다. "우리는 대략 구형의 형태를 원안에 맞추고 우주선과 소행성의 중심 (centroid) 사이의 시선 거리를 추정합니다."

소행성 프레임 카메라. 신용 : Max Planck 태양계 연구소

Didymain은 시스템의 중력의 대부분이 집중되어있는 신체이기 때문에 탐색 기준점으로 선택되었으며, 더 작은 Didymoon보다 더 많이 알려져 있습니다. 이 방법은 Herad가 Didymain에서 8km 이상 가까이오고 소행성이 시야를 채우면 작동하지 않게됩니다. 그런 다음 절대적 참조없이 자율적 인 기능 추적을 기반으로하는 모든 기능 중 가장 야심 찬 탐색 모드가 제공됩니다. 예수님은 다음과 같이 설명합니다. "이것은 우리가 표면에 대해 어떻게 움직이는 지에 대한 감각을 얻기 위해 서로 다른 그림으로, 바위와 크레이터와 같은 동일한 피쳐를 이미징하는 문제입니다. 데드 레커닝 (dead reckoning)과 소행성 야간을 과도하게 통과시키기위한 열 적외선 카메라 "

 

https://3c1703fe8d.site.internapcdn.net/newman/gfx/video/2019/selfdrivings.mp4

화성 샘플 반환. 크레딧 : NASA

피쳐 트래킹은 전체 바이너리 디디 모스 시스템의 일반적인 무게 중심에 비례하여 부모를 유발하는 '흔들림'을 측정함으로써 디딤돌의 질량을 측정하는데도 사용됩니다. 이것은 시간이 지남에 따라이 무게 중심을 중심으로 고정 된 경계표의 회전에서 작은 미터 - 스케일 변화를 확인함으로써 성취 될 것입니다. 실제로, 놀라움이있을 것입니다. 마시모는 다음과 같이 말합니다 : "평평한 표면은 콘트라스트가 높은 바위가 많은 것보다 더 나 빠지며 모호하지 않게 특징을 식별 할 수있게 해줍니다. 불규칙한 모양과 그림자가 많은 구형 몸체 우리가 채용하고있는 가장자리 감지 기술에 더 많은 도전이 될 것입니다. " 

https://3c1703fe8d.site.internapcdn.net/newman/gfx/video/2019/1-selfdrivings.mp4

헤라 임무. 신용 : 유럽 우주국

유럽 ​​전역 개발 팀 스페인의 GMV는 스웨덴의 OHB가 폴란드와 루마니아에 GMV를 포함한 다른 파트너와 협력하여 지원하는이 비전 기반 탐색 시스템의 개발을 주도하고 있습니다. Asteroid Framing Camera Hera의 복제본은 현재 Didymos의 고해상도 모델과 함께 소프트웨어의 실제 테스트에 사용되고 있습니다. 이 기술은 화성 궤도에서 자발적인 랑데뷰를 포함하는 야심적인 화성 탐사 임무뿐만 아니라 인공위성 개조 및 우주 파편 제거를위한 ESA의 계획된 우주 서비스 차량을 포함하여 많은 다른 임무에서 더 많은 용도를 가질 것입니다. 궁극적으로 입증 된이 기술은 저비용 행성 탐침을 깊은 공간 으로 유도 할 수있는 기반이 될 것 입니다. 추가 탐색 ESA의 Hera 소행성 임무는 NASA의 Dawn의 눈을 빌려줍니다. 에 의해 제공 유럽 우주국

https://phys.org/news/2019-04-self-driving-spacecraft-planetary-defence.html

 

 

 

.과학자들은 지구의 탄소 순환에 중요한 미생물이 있다는 것을 발견했습니다

에 의해 도쿄 공업 대학 이 연구에서 조사 된 천연 가스 저장소. 빨간색 기호는 생분해가 감지 된 저수지를 나타냅니다. 신용 : Alexis Gilbert, 도쿄 테크

탄화수소는 대기 및 생지 화학, 에너지 경제 및 기후 변화에서 중요한 역할을합니다. 대부분의 탄화수소는 유기 물질의 고온 또는 미생물 분해를 통해 혐기성 환경에서 형성됩니다. 미생물은 지하 탄화수소를 "먹어"대기에 도달하지 못하게 할 수 있습니다. 알렉시스 길버트 (Alexis Gilbert) 교수, 요시 나오 (Naohiro Yoshida) 교수, 우에노 유노이치 (Yuino Ueno) 교수가 이끄는 국제 연구팀은 지구 생물 과학 연구소 (ELSI)에서 개발 된 새로운 기술을 사용하여 생물학적 탄화수소 분해가 독특한 생물학적 특성을 부여한다고 밝혔다. 이러한 발견은 지하 생물학을 파악하고 탄소 순환과 기후에 미치는 영향을 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다. 인류는 지구상의 광대 한 탄화수소 저장고를 에너지 원의 하나로 이용합니다. 이러한 저수지의 형성 과정에서 탄소가 고정되고 처리되는 방법은 자원 탐사에 중요한 영향을 미친다. 또한 메탄과 같은 가벼운 탄화수소가 강력한 온실 가스이기 때문에 지구의 지하 하부 저수지에서 발생하는 탄화수소 배출은 지구의 기후에 중요한 영향을 미칠 수 있습니다. 과학자들은 지구의 엄청난 지하층 생물권이 깊은 탄화수소 저장조의 행동에서 중요한 역할을 할 수 있음을 이해하고 싶습니다. 현재까지, 얼마나 많은 탄화수소가 표면 아래의 미생물에 의해 영향을 받았는지를 추정하는 것은 어려웠다 . 길버트 (Gilbert)와 동료들은 ELSI에서 개발 된 새로운 방법을 사용하여 위치 특정 탄소 동위 원소 비율의 측정을 가능하게함으로써 이러한 어려움을 극복했습니다. 탄화수소는 대부분 수소 원자에 붙어 있는 탄소 원자 의 긴 사슬 이지만 탄소는 자연적으로 풍부한 2 개의 동위 원소 (측정 할 수있는 다른 질량의 중성자를 가진 탄소 원자의 유형)와 탄소 12 ( 12 C)와 탄소 12 탄소 -13 ( 13 C). 유기체가 궁극적으로 환경 탄화수소가되는 분자를 형성하는 방법으로 인해, 12 C / 13탄화수소 내의 각각의 특정 탄소 원자 위치에 대한 C는 고유 할 수있다. 이 연구는 3 개의 탄소 원자를 함유 한 천연 가스 탄화수소 분자 인 프로판에 초점을 맞추었다.

이 연구에서 분석 된 전형적인 샘플. 왼쪽 : 박테리아와 프로판의 배양. 오른쪽 : 천연 가스 샘플. 크레딧 : N. Escanlar / ELSI

연구자들은 프로판을 실험실에서 미생물에 공급하여이 생물체에서 생산 된 특정 12C / 13C 시그니처를 측정하고 프로판이 고온에서 분해되었을 때 발생하는 비 생물학적 변화를 측정했습니다.이 과정을 "균열"이라고합니다. 연구진은이 기준 측정 값을 사용하여 미국, 캐나다 및 호주의 천연 가스 샘플을 해석하여 천연 가스 저장소에서 프로판을 "음식"으로 사용하는 미생물의 존재를 감지하고 미생물에 의해 섭취되는 탄화수소의 양을 정량화했습니다. "박테리아 시뮬레이션 실험에서 샘플을 분석하기 시작했을 때, 현장에서 관찰 한 것과 완벽하게 일치하여 천연 가스 에서 프로판 분해 박테리아의 존재를 시사했습니다연구진은 기존의 방법으로는 검출하기 어려웠던 미생물의 존재를 밝혀내어 지구상의 탄화수소 사이클링을 이해할 수있는 새로운 창이 열렸다고 지적했다. "나는 유기 분자와 관련된 비 생물학적 과정에서 생물학적 정보를 추출하는데 특히 관심이 있었다.이 질문은 생명체의 기원, 우주의 생명체 발견에 대한 함축적 의미를 가지지 만 생물권과 지구에서의 그 진화에 대한 우리의 이해, "길버트는 말한다. 이 연구는 프로판과 다른 탄화수소가 온실 가스와 오염 물질이기 때문에 지구 기후 변화에 중요한 영향을 미친다 . 팀이 세계적 규모에서 미생물에 의해 "먹어"하고 얼마나 많은 탄화수소 정량화하지 않았지만, 그들은 그들의 접근 방식은 가까운 장래에 이러한 정량화를 허용 생각이 글로벌 정량화하는 것을 목표로 모델 혜택을 제안 탄화수소 자전거.

천연 가스 샘플의 프로판 분자 동위 원소 종의 분석. 화살표는 시뮬레이션 실험에서 나온 데이터를 나타냅니다. 프로판 분해 박테리아 (적색) 배양 및 '크래킹 (밝은 파란색)'입니다. 빨간색 기호는 박테리아에 의해 분해 된 샘플을 나타냅니다. 신용 : Alexis Gilbert, 도쿄 테크

마지막으로 Gilbert는 미래에 이런 종류의 접근법이 우리 태양계의 다른 행성이나 위성과 같은 외계 체의 생명을 탐지하는데 유용 할 수 있다고 덧붙입니다. 현재의 기계가 너무 커서 우주로 보내질 수는 없지만 그들의 기술은 지구로 가져온 샘플에 적용될 수 있거나 악기가 소형화 될 수 있습니다. 추가 탐색 특이한 전문가가 거주하는 천연 가스 더 자세한 정보 : 알렉시스 길버트 (Alexis Gilbert) 외, 지하부 천연 가스 저장소에서 프로판의 박테리아 산화에 대한 분자 내 동위 원소 증거 , 국립 과학원 학술 발표회 ( Proceedings of the National Academy of Sciences , 2019). DOI : 10.1073 / pnas.1817784116 저널 정보 : 국립 과학 아카데미 회보 도쿄 공과 대학 제공

https://phys.org/news/2019-04-scientists-deep-microbes-key-contribution.html

 

 

.화성에 생명체?

De Gruyter 저 크레딧 : CC0 공개 도메인,2019 년 4 월 4 일

NASA에 따르면, 과학자들은 화성에 생명체가 없다는 것에 동의하고 있습니다. 그러나 그들은 화성에 미생물을 지원할 수있는 환경이 있는지 여부를 계속 평가합니다. 지금, 헝가리 출신의 연구자들은 1970 년대 후반 발견 된 화성 운석에 유기 물질을 발견했다. 과학자들은 유성 안에 박테리아의 다른 형태와 같은 광물화 된 형태의 유기 물질의 존재를 결정할 수 있었으며, 생명체가 붉은 행성에 존재할 수 있음을 시사했다. 공식적으로 ALH-77005라는 이름의 화성 운석은 1977 년과 1978 년 사이에 일본 국립 극지 연구소의 임무를 수행하면서 남극의 Allan Hills에서 발견되었습니다. 새로운 연구 "ALH-77005 Shergottite의 광물 화 된 생체 신호 - 화성 생명에 대한 단서? " De Gruyter의 저널 인 Open Stronomy에서 Ildiko Gyollai, Márta Polgári, Szaniszló Bérczi가 화성에 활동성 박테리아가 존재한다고 제안했다. 그들의 연구는 또한 다른 행성에 생명체가 존재했을지도 모른다고 제안합니다. "우리의 연구는 행성, 지구, 생물, 화학 및 환경 과학을 통합하고 그 분야의 많은 연구자들에게 관심이 될 것이기 때문에 광범위한 관객에게 중요합니다."라고 HAS의 천문학 및 지구 과학 연구 센터의 수석 저자 Ildiko Gyollai는 설명합니다. 부다페스트에서. "연구는 돌 유성에서 미생물 중재의 새로운 측면에 대한 예를 제공하기 때문에 연구는 운석 학자, 운석 학자 및 우주 생물학 전문가뿐만 아니라 생명의 기원에 대한 연구자들에게도 관심의 대상이 될 것"이라고 Gyollai는 결론 지었다 . 이 새로운 연구는 미래에 운석의 시험을 바꿀 수 있습니다. 저자들은 발견 한 바에 따라 우주 암석 내에 미생물 형태의 증거가 있는지를 확인하기 위해 태양계 물질을 연구해야한다고 주장했다. 추가 탐색 과학에 중요한 화성암을 지구로 가져 오는 연구가들

추가 정보 : Ildikó Gyollai 외, ALH-77005 Shergottite의 미네랄 라이즈 된 생체 신호 - 화성 생명체의 단서, Open Astronomy (2019). DOI : 10.1515 / astro-2019-0002 De Gruyter 제공

https://phys.org/news/2019-04-life-mars.html

 

 

.스바루 망원경은 암흑 물질이 작은 초기 블랙홀로 이루어져 있지 않다는 것을 결정하는데 도움을줍니다

2019 년 4 월 2 일, 에 의해 스바루 망원경 그림 1 : 은하계 (왼쪽)과 안드로메다 은하 (오른쪽)는 260 만 광년 떨어져 있습니다. 항성들이 함께 모인 지역과 비교할 때, 암흑 물질은 훨씬 더 많은 양으로 분포되어있는 것으로 믿어집니다. 크레딧 : Kavli IPMU

연구원들의 국제 연구팀은 스티븐 호킹 (Hawking) 말의 이론을 오늘날까지 가장 엄격한 시험으로 보았으며 스바루 망원경을 사용한 관측에 근거한 결과는 10 분의 1 밀리미터보다 작은 초기 블랙홀 대부분의 암흑 물질을 구성한다. 과학자들은 우주에있는 물질의 27 %가 암흑 물질로 구성되어 있다는 것을 알고 있습니다. 그 중력 은 우리 은하계의 별들이 떨어져 나가는 것을 막아줍니다. 그러나 지하 실험이나 세계에서 가장 큰 가속기 인 대형 Hadron Collider를 포함한 가속기 실험을 사용하여 그러한 암흑 물질 입자를 탐지하려는 시도는 지금까지 실패했다. 이것은 과학자들이 Hawking의 1974 년 빅뱅 직후에 태어난 초기 블랙홀의 존재 이론과 오늘날 과학자들이 발견하려고 애매한 암흑 물질의 대부분을 구성 할 수 있다는 그의 추측을 고려하게했다. Kavli 대학의 물리학 및 수학 연구원이 주관 한 다카다 마사히로 (Masahiro Takada) 교수, 박사 후보 학생 인 Niikura Hiroko 교수, 야스다 나오키 (Naasi Yasuda) 교수, 일본, 인도 및 미국 연구원을 포함하는 연구원은 중력 렌즈 효과 지구와 안드로메다 은하 사이의 원시 블랙홀을 찾는다. 중력 렌즈 효과 (알버트 아인슈타인이 처음 제안한 효과)는 원초적인 블랙홀과 같은 중대한 물체의 중력 효과로 인해 별과 같은 먼 물체에서 나오는 광선의 구부러짐을 나타냅니다. 극단적 인 경우 이러한 가벼운 구부러짐은 배경 별이 원래보다 훨씬 밝게 보입니다.

그림 2 : 지구상의 스바루 망원경은 안드로메다 은하를 바라보고 있기 때문에 안드로메다의 별은 원시 블랙홀이 별 앞을 지나갈 때 상당히 밝아집니다. 원시 블랙홀이 정렬을 벗어나 계속 움직이면 별이 어두워집니다 (원래의 밝기로 되돌아갑니다). 크레딧 : Kavli IPMU

그러나 중력 렌즈 효과는 안드로메다 은하에 별이 있어야하고, 중력 렌즈로 작용하는 초기 블랙홀이 있고, 지구상에있는 관찰자가 서로 정확히 일치해야하기 때문에 매우 드문 현상입니다. 그래서 사건을 포착 할 수있는 기회를 극대화하기 위해 연구진은 안드로메다 은하의 전체 이미지를 한 번에 포착 할 수있는 스바루 망원경에 Hyper Suprime-Cam을 사용했습니다. 행성 간 공간 에서 블랙홀이 얼마나 빨리 움직일 것으로 예상되는지를 고려해 볼 때, 팀은 중력 렌즈 효과로 ​​인해 몇 분에서 몇 시간 동안 밝게 빛나는 것처럼 여러 개의 이미지를 찍어 별의 깜박임을 잡을 수있었습니다.

그림 3 : 잠재적 인 중력 렌즈에 의해 확대 된 특성을 보여주는 별의 데이터,

아마도 원시 블랙홀에 의한 데이터. 스바루 망원경을 촬영 한 지 약 4 시간 후, 한 별이 더 밝아지기 시작했습니다. 한 시간도 채 안되어 별이 어두워지기 전에 최고 밝기에 도달했습니다. 신용 : Niikura et al. 하나의 맑은 밤 동안 7 시간 동안 찍은 안드로메다 은하의 190 개의 연속 이미지에서, 팀은 잠재적 인 중력 렌즈 효과 이벤트에 대한 데이터를 샅샅이 뒤졌습니다. 암흑 물질이 주어진 질량의 원시 블랙홀,이 경우 질량이 달보다 가벼운 것으로 밝혀지면, 연구자들은 약 1000 건의 사건을 발견 할 것으로 예상했다. 그러나 신중한 분석을 거친 후에, 그들은 단지 하나의 사례만을 확인할 수있었습니다. 팀의 결과에 따르면 초기 블랙홀은 모든 암흑 물질 질량 의 0.1 % 이상을 차지하지 못한다 . 따라서 이론이 사실 일 가능성은 희박합니다 ./p> 연구진은 이제 안드로메다 은하에 대한 분석을 더욱 발전시킬 계획이다. 연구 할 새로운 이론 중 하나는 중력파 탐지기 LIGO에 의해 발견 된 이진 블랙홀이 실제로 초기 블랙홀인지 여부를 찾는 것 입니다.

그림 4 : 은하수와 안드로메다 은하의 암흑 물질에 대한 원시 블랙홀의 질량 분율을 초기 블랙홀 질량의 함수로 정의. 음영 처리 된 영역은 이러한 원시 블랙홀의 존재가 다양한 관찰 데이터와 일치하지 않는 제외 된 영역을 보여줍니다. 붉은 색은 본 연구가 초기 블랙홀 연구에 기여한 영역을 나타냅니다. 하룻밤 HSC / 스바루는 NASA의 케플러 2 년 데이터와 비교하여 질량이 달 질량보다 가벼운 초기 블랙홀에 대해 가장 엄격한 제한을 제공합니다. 신용 : Niikura et al.

이 결과는 Nature Astronomy 에서 2019 년 4 월 1 일에 발표되었습니다 . 추가 탐색 암흑 물질이 원시 블랙홀로 만들어 졌습니까? 자세한 정보 : Hiroko Niikura et al. Subaru / HSC Andromeda 관측, 자연 천문학 (2019) 으로 초기 블랙홀에 대한 제약 DOI : 10.1038 / s41550-019-0723-1 저널 정보 : 자연 천문학

https://phys.org/news/2019-04-subaru-telescope-dark-tiny-primordial.html

 

 

.그룹 구성원의 시각적 인식을 지닌 미세한 수영 선수가 안정된 스웜을 형성합니다

2019 년 4 월 4 일. 로 콘 스탄 츠 대학 실험 장치의 개략도 : 코팅 된 유리 비드가 시야 내에 많은 또는 적게 이웃한지 (빨간색)에 따라 레이저 빔으로 조명되는지 여부에 따라 달라집니다. 연구원은 그러한 실험을 사용하여 시각적 인 정보가 수영 미립구의 집단 행동과 득점에 미치는 영향을 조사 할 수 있습니다. 신용 : Noemi Furlani

새, 물고기 및 박테리아는 종종 그룹이나 스웜으로 모이게됩니다. 이러한 소위 집단 행동 (collective behaviour)은 모든 그룹 구성원이 자신의 움직임을 지속적으로 상호 보완 적으로 적응하도록 요구합니다. 그러나 연구원들이 개인의 그룹 내에서 반응하는 특정 환경 적 자극을 확인하는 것은 어려운 과제 일 수 있습니다. 광학 및 음향 정보 외에도 유동 저항 또는 화학 메신저가 역할을 할 수 있습니다. 인공 microswimmers로 실험을 설계함으로써, 콘 스탄 츠 대학의 물리학 자들은 안정된 그룹의 형성은 감지 할 수있는 개인의 수에 따라 넓은 거리에 대한 시각적 인 인식과 속도의 조절이라는 몇 가지 기술만을 필요로한다는 것을 보여줄 수있었습니다. 집단적 현상에 대한 더 많은 통찰력을 제공하는 것 외에도, 그들의 연구 결과는 자율 시스템에 대한 연구에도 사용될 수 있습니다. 그들의 학문의 결과는 학회지의 현재 문제점에서 간행되었다과학 . 소형 집단이나 집단으로 모이는 능력은 개인이 포식자를 피하거나 음식을 찾거나 장거리를 효율적으로 여행 할 수있는 효과적인 기술입니다. 떼가 어떻게 형성되는지 이해하기 시작하려면 다음 질문에 답해야합니다. 개인이 환경 내에서 어떤 정보를 인식합니까? 그리고이 개인은 그런 환경 적 자극에 반응하여 그 운동을 어떻게 적응시킬 것인가? 이른바 빅 세크 (Vicsek) 모델은 개개인의 집단 구성원 이 주변 사람들의 운동 방향을 조정하도록 제안합니다 . 또한 그룹 구성원 간에는 매력이 있어야합니다. 이 두 조건 중 하나 (방향 또는 매력)가 충족되지 않으면 떼가 불안정 해져 분산됩니다. 더 간단하고 강력한 규칙 그들의 최근 실험의 결과로, Konstanz 대학의 물리학과 교수 인 Clemens Bechinger와 그의 동료들은 개인이 자연스럽게 안정된 그룹을 형성하는 훨씬 간단하고 현저하게 강력한 규칙을 발견했습니다. 전방 및 장거리 비전, 많은 생물체의 기본 능력. 각 개인은 자신의 분야에서 볼 수있는 동료 수를 ​​결정합니다. 이 숫자가 특정 임계 값에 도달하면 파티클은 앞으로 수영하기 시작합니다. 그렇지 않으면 그것의 움직임은 완전히 무작위이다. 여기에서 개인이 이웃의 정확한 위치를 식별 할 필요는 없습니다. 비전 의 영역 안에서 단순히 그들을 인식해야합니다 . 크레딧 : Hugo Wendehenne 생물과 함께 일하는 대신, 물리학 자들은 액체에 부유 된 인공 마이크로 진동 장치를 사용합니다. 이것들은 한면에 얇은 탄소 층이 코팅 된 수 마이크로 미터의 직경을 갖는 유리 구슬로 구성됩니다. 초점을 맞춘 레이저 스폿으로 조명하면 탄소가 빛을 흡수하여 비드가 불균등하게 가열됩니다. 온도 구배는 세균과 같은 수영 시작 비드의 표면에서의 유체의 흐름을 생성한다. 이 상황은 회전하는 선박 프로펠러와 비슷합니다. 이는 물을 밀어내어 선박을 앞으로 움직입니다. 이 마이크로 진동기에 시야를 갖기 위해 연구원은 컴퓨터를 사용하여 모든 유리 입자의 위치와 방향을 지속적으로 모니터링합니다. 이를 통해 연구원들은 입자의 시야와 일치하는 고정 된 각도 범위 내의 입자의 이웃 수를 결정할 수 있습니다. 이 수가 소정의 임계 값을 초과하면, 집속 된 레이저 빔은 각각의 입자를 잠깐 조명하여 수영 운동을 수행하게한다. 그러나 입자 수가 임계 값 아래로 유지되면 해당 입자는 레이저 빔에 의해 조명되지 않으므로 입자가 방향 및 확산 움직임을 겪습니다. 이 과정은 1 초에 여러 번 수행되기 때문에, 각 microswimmer는 학교 내 물고기와 마찬가지로 그 환경의 미세한 변화에 동적으로 그리고 지속적으로 반응합니다. 이 과정을 이용하여, 연구자들은 입자가 자발적으로 인공 떼를 형성한다는 것을 관찰했다. 지각 된 정보를 정확하게 제어 할 수 있습니다. 이러한 "인공 생명체"를 연구 목적으로 채택함으로써 물리학 자들은 개별 그룹 구성원이 자신의 환경에서 인식하는 정보를 정확하게 결정할 수있을뿐만 아니라 지각의 변화가 어떻게 집단 행동에 영향을 미치는지 관찰 할 수 있습니다. 시야 또는 지각 임계 값을 변경하면 그룹 형성 및 응집도가 변경됩니다. 물리학 자들은 이렇게 입자 를 만들었습니다.초식 동물에 대한 폭 넓은 시야와 함께 그들이 반응의 문턱을 낮춤으로써 만 함께 머무는 것을 발견했다. 다른 말로하면, 초식 동물들은 그들의 보호 집단에 머무르기 위해 서로를주의 깊게 관찰 할 필요가있다. 그들의 간단한 모델을 통해, 포식자의 좁은 시야가 장거리에서 먹이의 존재를 감지하는 이점 인 방법에 대해서도 설명합니다. 또 다른 중요한 연구 결과는 사교적 인 개인이 원칙적으로 속도 방향을 조정하거나 이웃 사람의 속도에 대한 정보를 수집 할 필요가 없다는 것입니다. 제어 시스템의 관점에서 볼 때, 이러한 행동에 최소한의 감각 및인지 적 자원이 필요하기 때문에 이것은 매우 유리하다. 이러한 측면은 제한된 컴퓨팅 용량을 가진 수백만 개의 자율 마이크로 로봇이 복잡한 작업을 수행 할 것으로 예상되는 미래의 애플리케이션에 유용 할 수도 있습니다. 그러한 임무가 성공적으로 수행되도록하기 위해서는 스스로 조직하고 행동을 조율 할 수 있어야합니다. 이러한 능력은 또한 물고기 학교가 공격자를 성공적으로 피할 때와 같이 예기치 않은 상황을 마스터 할 수 있도록합니다. 추가 탐색 학교 물고기는 주로 한 번에 한두 명의 이웃에게 반응합니다.

더 자세한 정보 : FA Lavergne et al., "시각적 지각 의존성 운동성을 가진 활성 입자의 그룹 형성과 결합", Science (2019). science.sciencemag.org/cgi/doi ... 1126 / science.aau5347 저널 정보 : Science Konstanz 대학교 제공

https://phys.org/news/2019-04-microscopic-swimmers-visual-perception-group.html

 

A&B, study(laboratory evolution, mainhotspot project)

B/http://www.mdpi.com/2072-4292/10/8/1261
A/https://www.nature.com/articles/s41598-018-28963-0
https://pr.ibs.re.kr/handle/8788114/5556?mode=full
https://www.nature.com/articles/s41598-018-28963-0