물리학자는 생물학적 기억을 모방하는 장치를 만듭니다
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.천문학 자들이 발견 한 12 억 년 전의 특이한 괴물 은하
주제 : 천문학천체 물리학인기있는캘리포니아 대학교 리버 사이드W. M. Eck 천문대 으로 리버 사이드 - 캘리포니아 대학 2020년 2월 5일 거대 은하 XMM-2599 XMM-2599는 초기 우주에서 거대하고 먼지가 많은 별을 형성하는 은하로 시작되었습니다. 크레딧 : NRAO / AUI / NSF / B. 색 스턴; NASA / ESA / R. 폴리; NASA / StScI. 리버 사이드 주도의 국제 팀인 캘리포니아 대학 (University of California)은 XMM-2599가 빨리 살면서 젊었다고 말합니다. 리버 사이드 캘리포니아 대학 (University of California)의 과학자들이 이끄는 국제 천문학 자 팀은 우주가 18 억 년 밖에되지 않았던 약 120 억 년 전에 존재했던 특이한 괴물 은하를 발견했다. XMM-2599라고 불리는이 은하계는 별을 빠른 속도로 형성하고 죽었다. 왜 별 형성을 갑자기 중단했는지는 분명하지 않습니다. UC 강변 물리학과 천문학과의 박사후 연구원 인 벤자민 포레스트 (Benjamin Forrest)는“우주가 20 억 년 전에도 XMM-2599는 이미 3,000 억 개 이상의 태양을 형성하여 초 거대 은하계로 만들었다”고 말했다. 연구의 주요 저자. "더욱 놀랍게도, 우리는 XMM-2599가 우주가 10 억 살이되지 않았을 때 거대한 열풍으로 별의 대부분을 형성 한 다음 우주가 18 억 살이되었을 때 비활성 상태임을 보여줍니다." 이 팀은 WM Keck Observatory의 강력한 적외선 탐사를위한 다중 물체 분광기 (MOSFIRE)의 분광 관측을 사용하여 XMM-2599를 상세하게 측정하고 거리를 정확하게 측정했습니다.
XMM-2599의 가능한 진화 3 개의 패널은 왼쪽에서 오른쪽으로 XMM-2599의 진화 궤적이 먼지가 많은 별을 형성하는 은하로 시작하여 죽은 은하가되거나 아마도“가장 밝은 은하”또는 BCG로 끝나는 것을 보여줍니다. 크레딧 : NRAO / AUI / NSF / B. 색 스턴; NASA / ESA / R. 폴리; NASA / StScI.
연구 결과는 천체 물리 저널에 나타납니다 . 실험실에서 포레스트 (Forrest) 연구실의 UCR 물리 및 천문학 교수 인 질리언 윌슨 (Gillian Wilson)은“이 시대에는 극소수의 별이 형성되는 것을 멈췄으며 XMM-2599만큼 거대하지는 않다. “XMM-2599와 같은 초 거대 은하의 존재는 수치 모델에 상당한 도전이됩니다. 이러한 거대한 은하들은이 시대에서 엄청나게 드물지만, 모델들은 그것들을 예측합니다. 그러나, 예측 된 은하들은 활발히 별을 형성 할 것으로 예상된다. XMM-2599를 흥미롭고 독특하고 놀라운 이유는 더 이상 별을 형성하지 않는다는 것입니다. 아마도 연료 나 블랙홀을 얻지 못했기 때문입니다 이 켜지 입니다. 우리의 결과는 초기 은하에서 모델이 별 형성을 끄는 방법의 변화를 요구합니다.” 연구팀은 XMM-2599가 별 최고 활동 속도 인 별에서 해마다 1,000 개 이상의 태양 질량을 형성하는 것을 발견했다. 대조적으로, 은하수 는 매년 약 하나의 새로운 별을 형성합니다. Tufts University의 천문학 부교수이자 공동 저자 인 Danilo Marchesini는“XMM-2599는 새로운 적외선 망원경이 최근에 발견 한 초기 우주에서 별을 형성하는 먼지가 많은 은하 집단의 후손 일 수 있습니다. 연구. XMM-2599의 진화 경로는 명확하지 않습니다. Wilson은“우리는 비활성 단계에서 XMM-2599를 포착했습니다. “현재까지 어떻게 될지 알 수 없습니다. 우리는 그것이 질량을 잃을 수 없다는 것을 알고 있습니다. 흥미로운 질문은 그 주변에서 일어나는 일입니다. 시간이 지남에 따라 중력이 근처의 별을 형성하는 은하를 끌어 들이고 밝은 은하의 도시가 될 수 있을까?”
UC Irvine의 천문학 부교수 인 마이클 쿠퍼 (Michael Cooper)는이 결과가 강력한 가능성이라고 말했다. 질리언 윌슨과 벤자민 포레스트 사진은 Gillian Wilson (왼쪽)과 Benjamin Forrest입니다. 크레딧 : I. Pittalwala, UC Riverside
"아마도 다음 70 억 년의 우주 역사에서 XMM-2599는 지역 우주에서 가장 밝고 가장 큰 은하단 중 하나의 중심 구성원이 될 것"이라고 그는 말했다. “또는 대안으로 계속 존재할 수 있습니다. 아니면이 두 결과 사이에 시나리오가있을 수 있습니다.” 이 팀은 Keck Observatory에서 XMM-2599의 응답없는 질문에 대한 후속 조치를 위해 더 많은 시간을 받았습니다. Tufts University의 박사후 연구원 인 Marianna Annunziatella는“우리는 XMM-2599를 영상만으로도 흥미로운 후보로 확인했습니다. “우리는 Keck을 사용하여 그 특성을 더 잘 특성화하고 확인했으며 몬스터 은하가 어떻게 형성되고 죽는지를 이해하도록 도와주었습니다. MOSFIRE는 이러한 유형의 연구를 수행하는 데있어 세계에서 가장 효과적이고 효과적인 도구 중 하나입니다.” 참조 :“ z = 3.493 의 극도로 거대한 대기 은하 : 이론적 모델에서 불충분하게 급속 담금질 메커니즘의 증거”Ben Forrest, Marianna Annunziatella, Gillian Wilson, Danilo Marchesini, Adam Muzzin, MC Cooper, Z. Cemile Marsan, Ian McConachie, 제프리 CC 찬, 퍼시 고메즈, 에린 카도 - 퐁, 프란체스코 라 베라, 이보 LABBE, 다니엘 랭 - Vagle, 줄리 NANTAIS, 마리오 Nonino, 시어 도어 페냐, 파올로 Saracco, 마우로 Stefanon 및 버크 데르 Remco의 FJ 반 5 년 2 월 2020 천체 물리학 저널 편지 . DOI : 10.3847 / 2041-8213 / ab5b9f 참여하는 다른 연구자들은 Tufts University의 Daniel Lange-Vagle과 Theodore Peña; 캐나다 요크 대학교의 Adam Muzzin과 Cemile Marsan; UCR의 Ian McConachie와 Jeffrey Chan; eck 천문대의 퍼시 고메즈; 프린스턴 대학 의 Erin Kado-Fong ; INAF-Osservatorio Astronomico di Capodimonte, Italy의 Francesco La Barbera; 호주 스 윈번 공과 대학의 Ivo Labbe; 칠레 산티아고 안드레스 벨로 국립 대학의 줄리 난타 이스; 이탈리아 트리 에스테의 천문대 마리오 노니 노; 이탈리아 브레라의 천문대 파올로 사라 코; 네덜란드 레이덴 대학의 Mauro Stefanon; 독일 남방 천문대의 렘코 FJ 반 데르 버크. Wilson은 WM Keck Observatory 데이터 수집을 이끌었습니다. 포레스트는 처리 및 분석을 주도했습니다. 이 연구는 국립 과학 재단과 NASA의 보조금으로 뒷받침되었습니다.
.Nube di Oort는 수많은 작은 얼음 행성 몸체로 구성되어 있으며, 2만에서 10만 개의 별 사이에 위치하고 있으며, 태양으로부터 1만 개의 별(UA)까지 떨어져 있습니다.
얼마 전까지만 해도, 오트의 구름은 태어난 후 태양을 둘러싸고 있는 원생태계 원생태계와 함께 형성되었다고 일반적으로 생각되었다. 하지만, 우리 행성계의 형성에 대한 보다 정교하고 상세한 모델은 만약 우리의 별이 고립된 환경에서 형성된다면, 이 거대한 격자무늬는 태양을 둘러싸고 있었을 것으로 추정되는 것과 매우 달라야 한다는 것을 보여줍니다. 태양은 그들이 여전히 신생아 별들의 일부였을 때 그들이 속해 있던 별들에 의해 얼어붙은 많은 작은 물체들을 포착했을 수 있고, 따라서 그들 자신의 거대한 혜성 덩어리를 만들 수 있었다. 우리의 별은 수백 개의 다른 별들과 동시에 형성되었다고 믿어진다. 이 새로운 모델은 태양이 젊은 별이 흩어지면서 거대한 혜성의 구름을 중력적으로 포착했다는 것을 보여준다. Nube di Oort에는 많은 가까운 태양 별들의 재료 샘플이 혼합되어 있다. 구름에서 나오는 혜성의 90% 이상이 태양계 밖의 기원을 가지고 있다고 결론지을 수 있다.
https://www.facebook.com/amicidellascienza2020/
https://www.focusuniverse.com/sistema-solare-la-nube-di-oort/?fbclid=IwAR16zrZ2jXaztpaONKdXqLFs0h5ZF2VqkNLS6SKXUWwXTKSyftizS5z6fSE
.물리학자는 생물학적 기억을 모방하는 장치를 만듭니다
TOPICS : 메모리모스크바 물리 기술 연구소시냅스 작성자 : MOSCOW INSTITUTE OF PHYSICS AND TECHNOLOGY 2019 년 8 월 28 일 전자 뇌 그림 모스크바 물리 기술 연구소의 연구원들은 살아있는 뇌의 시냅스처럼 작용하여 정보를 저장하고 오랫동안 액세스하지 않으면 점차 잊어 버리는 장치를 만들었습니다. 2 차 멤 리스터로 알려진이 새로운 장치는 산화 하프늄을 기반으로하며 생물학적 뇌의 학습 방식을 모방 한 아날로그 신경 컴퓨터를 설계 할 수있는 전망을 제공합니다. 결과는 ACS Applied Materials & Interfaces 에보고 됩니다 . 인공 지능을 가능하게하는 신경 컴퓨터는 뇌의 작동 방식을 모방합니다. 그것은 시냅스, 신경 세포 사이의 연결 네트워크 또는 뉴런의 형태로 데이터를 저장합니다. 대부분의 신경 컴퓨터에는 기존의 디지털 아키텍처가 있으며 수학적 모델을 사용하여 가상 뉴런과 시냅스를 호출합니다. 대안 적으로, 실제 온칩 전자 부품은 네트워크에서 각 뉴런 및 시냅스를 나타낼 수있다. 이 소위 아날로그 접근 방식은 계산 속도를 크게 높이고 에너지 비용을 줄일 수 있습니다. 가상 아날로그 신경 컴퓨터의 핵심 구성 요소는 멤 리스터입니다. 이 단어는 "메모리"와 "저항기"의 포트만 (portmanteau)인데, 이것은 저항기의 역할을하는 메모리 셀과 거의 비슷하다. 느슨하게 말하면, 높은 저항은 0을 인코딩하고 낮은 저항은 1을 인코딩합니다. 이것은 시냅스가 두 뉴런 (1 개) 사이에서 신호를 전달하는 방법과 유사하지만 시냅스가 없으면 신호가없고 0이됩니다. 실제 뇌에서는 활동적인 시냅스가 시간이 지남에 따라 강화되는 반면, 활동하지 않는 시냅스는 반대입니다. 시냅스 소성으로 알려진이 현상은 자연 학습과 기억의 기초 중 하나입니다. 시험에 대한 학문의 생물학과 왜 우리의 기억에 거의 접근하지 않는지를 설명합니다. 2015 년에 제안 된 2 차 멤 리스터는 시냅스 가소성을 갖춘 자연스러운 기억을 재현하려는 시도입니다. 이를 구현하는 첫 번째 메커니즘은 멤 리스터 전체에 나노 크기의 전도성 브리지를 형성하는 것입니다. 처음에는 저항이 감소하는 반면 시간이 지남에 따라 자연스럽게 부패하여 건망증을 모방합니다. MIPT의 신경 컴퓨팅 시스템 연구소 (Neurocomputing Systems Lab)의 수석 저자 인 Anastasia Chouprik은“이 솔루션의 문제점은 시간이 지남에 따라 장치의 동작이 변화하고 장기간 작동 후 고장이 발생한다는 것입니다. “시냅스 가소성을 구현하는 데 사용한 메커니즘은 더욱 강력합니다. 실제로 시스템 상태를 천억 번 바꾼 후에도 여전히 정상적으로 작동하고 있었기 때문에 동료들은 내구성 테스트를 중단했습니다.” 나노 브릿지 대신에, MIPT 팀은 자연 기억을 모방하기 위해 하프늄 옥사이드에 의존했다. 이 재료는 강유전체입니다. 내부 경계 전하 분포 (전기 분극)는 외부 전기장에 따라 변합니다. 필드가 제거되면, 재료는 획득 된 편광을 유지하고, 페로 마그네토는 자화 된 상태를 유지한다. 물리학 자들은 2 차 멤 리스터를 강유전체 터널 접합으로 구현했습니다. 두 개의 전극은 얇은 하프늄 산화막이 깔려 있습니다 (아래 그림 참조). 이 장치는 전기 펄스에 의해 저 저항 및 고 저항 상태 사이에서 스위칭 될 수 있으며, 이는 강유전체 필름의 편광 및 그에 따른 저항을 변화시킨다.
인공 생물학적 기억 시냅스 왼쪽 이미지는 생물학적 뇌의 시냅스, 인공 아날로그 뒤의 영감을 보여줍니다 (오른쪽). 후자는 강유전체 터널 접합으로 구현 된 멤 리스터 장치입니다. 즉, 티타늄 질화물 전극 (파란색 케이블)과 실리콘 기판 (마린 블루) 사이에 삽입 된 얇은 하프늄 산화막 (분홍색)이 두 번째 전극으로 두 배가됩니다. . 전기 펄스는 산화 하프늄 산화물과 그에 따른 전도도를 변경하여 멤 리스터를 높은 저항 상태와 낮은 저항 상태 사이에서 전환합니다. 크레딧 : Elena Khavina / MIPT Press Office
Chouprik은“우리가 직면 한 주요 과제는 올바른 강유전체 층 두께를 파악하는 것이 었습니다. “4 나노 미터가 이상적임이 입증되었습니다. 단 1 나노 미터 만 얇게 만들면 강유전체 특성이 사라지고 두꺼운 막은 전자가 통과하기에 너무 넓은 장벽이됩니다. 그리고 분극을 전환하여 변조 할 수있는 것은 터널링 전류뿐입니다.” 티탄산 바륨과 같은 다른 강유전성 물질에 비해 하프늄 옥사이드에 가장자리를주는 것은 현재 실리콘 기술에서 이미 사용되고 있다는 것입니다. 예를 들어, 인텔은 2007 년부터 하프늄 화합물 기반의 마이크로 칩을 제조 해 왔습니다. 이로 인해이 이야기에보고 된 멤 리스터와 같은 하프늄 기반 장치를 새로운 재료를 사용하는 장치보다 훨씬 쉽고 저렴하게 도입 할 수 있습니다. 독창성의 위업에서, 연구원들은 실리콘과 하프늄 산화물 사이의 계면에서 결함을 활용함으로써 "잊어 버렸습니다". 이러한 결함은 하프늄 기반 마이크로 프로세서에 해를 끼치는 것으로 여겨졌으며 엔지니어는 다른 요소를 화합물에 통합하여 주변의 방법을 찾아야했습니다. 대신에, MIPT 팀은 결함을 이용하여 자연 기억과 같이 시간이 지남에 따라 멤 리스터 전도도가 저하됩니다. 이 논문의 첫 번째 저자 인 Vitalii Mikheev는이 팀의 향후 계획을 다음과 같이 공유했습니다.“우리는 멤 리스터의 저항을 바꾸는 다양한 메커니즘 사이의 상호 작용을 조사 할 것입니다. 강유전체 효과가 유일한 것은 아닐 수도 있음이 밝혀졌다. 디바이스를 더욱 개선하려면 메커니즘을 구별하고 결합하는 법을 배워야합니다.” 물리학 자에 따르면, 그들은 비 휘발성 랜덤 액세스 메모리 셀을보다 신뢰성있게 만들기 위해 하프늄 산화물의 특성에 대한 근본적인 연구를 계속할 것입니다. 이 팀은 또한 플렉서블 전자 장치에 사용하기 위해 장치를 플렉서블 기판으로 옮길 가능성을 조사하고 있습니다. 작년에 연구원 들은 하프늄 산화막에 전기장을 가하면 편광에 어떻게 영향을 미치는지에 대한 자세한 설명 을 제공했습니다 . 생물학적 뇌에서 시냅스 강화를 모방하는 강유전성 멤 리스터 저항을 감소시키는 것은 바로이 과정입니다. 이 팀은 또한 디지털 아키텍처가있는 신경성 컴퓨팅 시스템에서 작업합니다.
### 참고 자료 : Vitalii Mikheev, Anastasia Chouprik, Yury Lebedinskii, Sergei Zarubin, Yury Matveyev, Ekaterina Kondratyuk, Maxim G. Kozodaev, Andrey M. Markeev, Andrei Zenkevich 및 Dmitrii Negrov, 2019 년 8 월 12 일 ACS 응용 재료 및 인터페이스 . DOI : 10.1021 / acsami.9b08189
https://scitechdaily.com/physicists-create-device-for-imitating-biological-memory/
.NASA의 다음 로버 인 Mars 2020 꼭대기의 레이저 (및 마이크)에 관한 모든 것
Andrew Good, NASA Mars 2020의 마스트 또는 "헤드"에는 암석 물질을 기화시키고 결과 플라즈마를 연구 할 수있는 SuperCam이라는 레이저 장비가 포함되어 있습니다. 크레딧 : NASA / JPL-Caltech 2020 년 2 월 8 일
NASA는 새로운 레이저 토팅 로봇을 화성에 보내고 있습니다. 그러나 공상 과학의 레이저와 달리, 이것은 약 20 피트 (7 미터) 떨어진 광물학과 화학을 연구하는 데 사용됩니다. 과학자들은 또한 붉은 행성에서 화석화 된 미생물 생명의 징후를 찾는 데 도움이 될 수 있습니다. 올 여름에 출시되는 Mars 2020 로버에 탑재 된 7 가지 도구 중 하나 인 SuperCam 은 수백 명의 팀으로 구성되었으며 일반적으로 곡물 상자보다 크지 않은 크기의 여러 장비를 필요로합니다. 로버의 마스트 또는 "헤드" 에서 펄스 레이저 빔을 발사하여 먼 거리에서 작은 바위 부분을 기화시켜 미션 성공에 필수적인 정보를 제공합니다. 다음은 계측기를 특별하게 만드는 이유를 자세히 살펴 보는 것입니다. 멀리 도달 레이저 빔을 사용하면 연구원은 로버의 로봇 팔이 닿지 않는 곳이나 로버가 가기에 너무 가파른 광물을 식별하는 데 도움이됩니다. 또한 추가 분석을 위해 로버를 안내할지 여부를 결정하기 전에 대상을 분석 할 수 있습니다. 특히 관심의 대상은 점토, 탄산염 및 황산염과 같은 액체 물이 존재할 때 형성된 미네랄입니다. 액체 수는 미생물을 포함하여 수십억 년 전에 살아 남았을 수있는 미생물을 포함한 생명체의 존재에 필수적입니다. 과학자들은 또한 SuperCam의 정보를 사용하여 로버의 샘플 캐싱 시스템을위한 암석 코어를 캡처할지 여부를 결정할 수 있습니다. 화성 2020은 이러한 핵심 샘플을 금속 튜브에 수집하여 추후에 임무를 수행하여 지구로 다시 가져 오기 위해 미리 정해진 위치에 샘플을 보관합니다.
https://youtu.be/-rvWXCts420
레이저 초점
SuperCam은 본질적으로 Curiosity 로버 ChemCam의 차세대 버전입니다. 이전 버전과 마찬가지로 SuperCam은 적외선 레이저 빔을 사용하여 충격을받는 재료를 화씨 18,000도 (섭씨 10,000도)까지 가열 할 수 있습니다.이 방법은 레이저 유도 분광법 (LIBS)이라고하는 방법입니다. 그런 다음 특수 카메라를 통해 생성 된 플라즈마에서 이러한 암석의 화학적 구성을 확인할 수 있습니다. ChemCam과 마찬가지로 SuperCam은 인공 지능을 사용하여 사람이 루프를 벗어나있을 때 드라이브 도중 및 이후에 쓸만한 대상을 찾아냅니다. 또한이 업그레이드 된 AI를 통해 SuperCam은 작은 바위 특징을 매우 정확하게 가리킬 수 있습니다. SuperCam의 또 다른 새로운 기능 은 표면 재료의 분자 구성을 결정할 수 있는 녹색 레이저 입니다. 이 녹색 빔은 샘플에서 화학 결합 을 자극하고 결합 된 요소에 따라 신호를 생성합니다 (라만 분광법이라고 함). 또한 SuperCam은 녹색 레이저를 사용하여 일부 광물 및 탄소 기반 화학 물질이 빛을 발산하거나 형광을 발하게합니다. 광물과 유기 화학 물질은 다른 속도로 형광을 발하므로 SuperCam의 광 센서는 한 번에 100 나노초만큼 빠르게 닫을 수있는 셔터를 갖추고있어 매우 적은 광자도 빛을 입력합니다. 셔터 속도 (시간 분해 발광 분광법이라고하는 기술)를 변경하면 과학자들이 존재하는 화합물을 더 잘 결정할 수 있습니다. 또한 SuperCam은 태양에서 반사 된 가시 광선 및 적외선 (VISIR) 광을 사용하여 암석 및 퇴적물의 미네랄 함량을 연구 할 수 있습니다. 이 VISIR 기술은 라만 분광법을 보완합니다. 각 기술은 다른 유형의 미네랄에 민감합니다.
여기서 테스트 한 Mars 2020 SuperCam의 마스트 유닛은 레이저를 사용하여 Red Planet 표면의 암석 물질을 기화시키고 연구합니다. 크레딧 : LANL
마이크 점검 레이저 SuperCam에는 과학자들이 레이저가 목표물에 부딪 칠 때마다들을 수 있도록 마이크가 포함되어 있습니다. 레이저에 의해 생성되는 터지는 소리 는 암석의 재료 특성에 따라 미묘하게 변경됩니다. "마이크는 멀리 떨어진 곳에서 암석 표적에 대해 무언가를 말해줌으로써 실용적인 목적을 제공합니다. 그러나 화성 풍경이나 로버의 돛대 회전 소리를 직접 녹음하는 데에도 사용할 수 있습니다." 프랑스 툴루즈의 천체 물리학과 행성 과학. 모리스는 화성 2020 로버가이 특정 마이크 디자인이 레드 플래닛으로가는 세 번째 기록이라고 밝혔다. 1990 년대 후반, 같은 디자인이 화성 극지 착륙선에 올라 타면서 표면에 충돌했습니다. 2008 년 피닉스 사명에는 마이크 사용을 방해하는 전자 제품 문제가 발생했습니다. Mars 2020의 경우 SuperCam에는 로버에 탑재 된 마이크가 없습니다. 진입, 하강 및 착륙 마이크는 자동차 크기의 로버의 모든 소리를 표면으로 전달합니다. 로버의 카메라로 녹화 된 풀 컬러 비디오에 오디오를 추가하여 전례없는 화성 착륙을 포착합니다. 팀워크 SuperCam은 뉴 멕시코의 Los Alamos National Laboratory가이 기관의 본체를 개발했습니다. 장비의 일부에는 여러 분광계, 제어 전자 장치 및 소프트웨어가 포함됩니다. 마스트 유닛은 CRS (French Space Agency)의 계약하에 CNRS (French research center) 및 프랑스 대학의 여러 실험실에서 개발하고 건설했습니다. 로버 데크의 교정 목표는 스페인 바야돌리드 대학교에서 제공합니다. JPL은 워싱턴 소재 에이전시 본사에서 NASA Science Mission Directorate를 위해 Mars 2020 로버의 운영을 구축하고 관리 할 것입니다.
더 탐색 NASA의 Mars 2020 로버에 통합 된 SuperCam 기기 자세한 정보 : mars.nasa.gov/mars2020/ NASA 제공
https://phys.org/news/2020-02-laser-microphone-atop-mars-nasa.html
.음, 꼬리가 보인다
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
Park Soo-jin is a meteorologist. She is Lee Hyun Kyu's friend of the same age.
.Scanning Doppler Lidar를 이용한 행성 경계층 바람의 측정
박수진 1, 제1저자 연구원
박수진 1, 김상우 1 세 *OrcID, 박문수 2OrcID과 송창근 3 1 서울 대학교 지구 환경 과학부 08826 2 한국 외국어 대학교 대기 과학 연구소, 용인 17035 삼 울산 국립 기술 대학교 도시 환경 공학부 울산 44919 * 서신을 처리해야하는 작성자. 접수 : 2018 년 6 월 19 일 / 개정 : 2018 년 8 월 7 일 / 수락 : 2018 년 8 월 8 일 / 게시일 : 2018 년 8 월 10 일 (이 기사는 대기 경계층 특집 원격 감지 (Remote Sensing of Atmospheric Boundary Layer )에 속한다. 전체 텍스트 | PDF [4697 KB, 2018 년 8 월 11 일 업로드 됨] | 피규어
추상
유성 경계층 (PBL)에서 바람 프로파일의 정확한 측정은 수치 기상 예측뿐만 아니라 대기 품질 모델링에서도 중요합니다. 스캐닝 도플러 광 검출 및 거리 측정 (라이더) 측정을 사용하는 두 가지 바람 검색 방법을 비교하고 동시 라디오 존데 음향으로 검증했습니다. 17 개의 라디오 존데 (radiosonde) 사운드 프로파일을 비교해 보면 사인 피팅 방법이 더 많은 수의 데이터 포인트를 검색 할 수 있다는 것을 보여 주었지만 특이 값 분해 방법은 바이어스 (0.57 ms -1 )와 평균 제곱근 오차 (1.75 ms -1)와 라디오 존데 soundings. 속도 방위각 디스플레이 스캔을 얻기 위해 방사 속도의 평균 시간 간격을 15 분으로 늘리면 소음에 대한 평균 신호 효과로 인해 라디오 존데 소리와 더 잘 일치하게됩니다. 나란히 놓인 윈드 도플러 라이더와 에어러솔 미사 산란 라이저에서 동시에 측정 한 결과 PBL 바람의 시간적 변화와 PBL 내 에어러솔의 수직 분포가 나타났다.
https://www.mdpi.com/2072-4292/10/8/1261
참고.
https://scitechdaily.com/harvard-scientist-connects-the-dots-in-fin-to-limb-evolution/
https://phys.org/news/2019-09-black-hole-center-galaxy-hungrier.html
https://phys.org/news/2019-09-programmable-swarmbots-flexible-biological-tools.html
https://phys.org/news/2019-10-hard-ceramic-tough-steel-newly.html
http://www.sci-news.com/astronomy/earth-sized-exoplanet-habitable-zone-red-dwarf-toi-700d-07991.html
또 다른 모델은 TOI-700d를 구름이없는 전 지구의 현대 지구 버전으로 묘사합니다. 별빛이 행성의 대기를 통과 할 때 이산화탄소와 질소와 같은 분자와 상호 작용하여 스펙트럼 선 (spectral line)이라고하는 독특한 신호를 생성합니다.”또한 과학자들은 TOI-700d의 20 가지 모델 게시되었습니다 .
버전에 대해 시뮬레이션 된 스펙트럼을 생성했습니다.
.Tufts의 바이오 엔지니어는 기능적인 3D 두뇌 유사 조직을 만듭니다
TOPICS : 생물학의생명 공학세포 생물학대중적인조직술 대학 으로 바이오 메디컬 이미징의 국립 연구소 및 생명 공학 2014년 8월 12일 바이오 엔지니어, 조직과 같은 기능적인 3D 뇌 생성 뉴런은 스캐 폴드 모공 (어두운 부분) 전체에 기능 네트워크를 형성했습니다. Tufts University의 이미지 제공.
터프 츠 대학교의 조직 공학 리소스 센터 (Tissue Engineering Resource Center)의 바이오 엔지니어들은 쥐 뇌의 조직과 유사한 기능을하며 구조적 특징을 갖는 3 차원 뇌 유사 조직을 만들었습니다. 바이오 엔지니어들은 래트 뇌의 조직과 유사한 기능을하며 구조적 특징을 가지고 있으며 실험실에서 2 개월 이상 생존 할 수있는 3 차원 뇌형 조직을 만들었습니다. 그 잠재력의 첫 번째 입증으로, 연구원들은 뇌와 같은 조직을 사용하여 외상성 뇌 손상 직후에 발생하는 화학적 및 전기적 변화와 별도의 실험에서 약물에 반응하여 일어나는 변화를 연구했습니다. 조직은 정상적인 뇌 기능뿐만 아니라 부상 및 질병을 연구하기위한 우수한 모델을 제공 할 수 있고, 뇌 기능 장애에 대한 새로운 치료법의 개발을 도울 수있다. 뇌와 같은 조직은 보스턴의 Tufts University의 Tissue Engineering Resource Center에서 개발되었으며이 연구소는 NIBIB (National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering Institute)의 지원을 받아 혁신적인 생체 재료 및 조직 공학 모델을 설립했습니다. Tufts University의 선미 공학 교수 인 David Kaplan 박사는 센터의 책임자이며 조직 개발을위한 연구 노력을 이끌었습니다. 현재 과학자들은 통제 가능한 환경에서 그들의 행동을 연구하기 위해 페트리 접시에서 뉴런을 성장시킵니다. 그러나 2 차원으로 성장한 뉴런은 회백질과 백질의 분리 된 영역으로 구성된 뇌 조직의 복잡한 구조적 조직을 복제 할 수 없습니다. 뇌에서 회백질은 주로 뉴런 세포체로 구성되는 반면, 백질은 뉴런이 서로 연결하기 위해 보내는 투영 인 축삭 다발로 구성됩니다. 뇌 손상과 질병은 종종 이러한 영역에 다르게 영향을 미치므로 회백질 구획화를 나타내는 모델이 필요합니다. 최근에, 조직 엔지니어는 3D 겔 환경에서 뉴런을 성장 시키려고 시도했으며, 여기에서 모든 방향으로 자유롭게 연결할 수 있습니다. 그러나 이러한 젤 기반 조직 모델은 오래 살지 않으며 강력한 조직 수준 기능을 제공하지 못합니다. 이는 세포 외 환경이 국소 신호가 상이한 세포 성장 및 / 또는 발달 및 기능을 장려하는 상이한 이웃을 확립하는 복잡한 매트릭스이기 때문이다. 단순히 뉴런이 3 차원으로 성장할 수있는 공간을 제공하는 것만으로는 충분하지 않습니다. 이제 8 월 11 일자 국립 과학 아카데미 저널 Proceedings 저널의 온라인 판에서, 한 생물 공학자들은 회백질 구획화를 보여주고 실험실에서 생존 할 수있는 기능적인 3D 뇌와 같은 조직을 성공적으로 만들었다 고보고했습니다. 두 달 이상. NIBIB의 Tissue Engineering 프로그램 책임자 인 Rosemarie Hunziker 박사는“이 연구는 놀라운 성과입니다. "이것은 두뇌 생리학에 대한 깊은 이해를 크고 성장하는 바이오 엔지니어링 도구 모음과 결합하여 두뇌 기능을 모방하기에 충분하고 충분한 환경을 만듭니다.
" 연구원들은 조직과 같은 기능적인 3D 뇌를 만듭니다 회백질 구획을 보여주는 스캐 폴드 도넛 다이어그램. 랫트 뉴런은 스캐 폴드 (도넛 고리)에 부착되고 콜라겐 겔이 채워진 중심을 통해 축색 제 (녹색 형광으로 표시)를 보냈습니다. 뇌와 같은 조직을 생성하는 비결은 물리적 특성이 다른 두 가지 생체 재료로 구성된 새로운 복합 구조를 만드는 것이 었습니다. 실크 단백질로 만든 해면체 스캐 폴드와 더 부드러운 콜라겐 기반 젤입니다. 스캐 폴드는 뉴런이 스스로 고정 할 수있는 구조로 작용했으며 젤은 축삭이 그것을 통해 성장하도록 독려했습니다. 회백질 물질 구획화를 달성하기 위해 연구자들은 해면 비계를 도넛 모양으로 자르고 쥐 뉴런으로 채웠다. 그런 다음 도넛의 중간 부분에 콜라겐 기반 젤이 채워져 스캐 폴드에 스며든다. 며칠 만에 뉴런은 스캐 폴드의 모공 주위에 기능 네트워크를 형성하고 도넛의 반대편에있는 뉴런과 연결하기 위해 중앙 젤을 통해 더 긴 축삭 돌기를 보냈습니다. 결과는 주변의 회백질 (세포체가 농축 된 곳)과 분리 된 도넛의 중앙에 형성된 뚜렷한 백질 영역 (주로 세포 돌기, 축삭을 포함)이었다. 몇 주에 걸쳐 연구원들은 3D 뇌와 같은 조직에서 성장하는 뉴런의 건강과 기능을 결정하고 콜라겐 젤 전용 환경이나 2D 접시에서 성장한 뉴런과 비교하기위한 실험을 수행했습니다. 연구원들은 3D 뇌와 같은 조직의 뉴런이 뉴런의 성장과 기능에 관여하는 유전자의 발현이 더 높다는 것을 발견했습니다. 또한, 3D 뇌-유사 조직에서 성장한 뉴런은 최대 5 주 동안 안정적인 대사 활동을 유지 한 반면, 젤 전용 환경에서 성장한 뉴런의 건강은 24 시간 이내에 악화되기 시작했다. 기능과 관련하여, 3D 뇌-유사 조직의 뉴런은 신경 독소에 대한 전형적인 전기 생리 학적 반응 패턴을 포함하여 온전한 뇌에서 보이는 신호를 모방하는 전기적 활성 및 반응성을 나타냈다. 3D 뇌-유사 조직은 설치류 뇌 조직과 유사한 물리적 특성을 나타 내기 때문에 외상성 뇌 손상을 연구하기 위해 그것들을 사용할 수 있는지 여부를 결정하고자했습니다. 외상성 뇌 손상을 시뮬레이션하기 위해, 다양한 높이에서 뇌와 같은 조직에 무게를 떨어 뜨렸다. 그런 다음 연구원들은 뉴런의 전기 및 화학 활동의 변화를 기록했으며, 이는 외상성 뇌 손상에 대한 동물 연구에서 일반적으로 관찰되는 것과 유사하다는 것을 증명했습니다. Kaplan은 조직 모델에서 외상성 손상을 연구 할 수있는 능력은 동물 연구에 비해 이점이 있으며, 뇌가 해부되고 실험을 준비하는 동안 측정이 지연된다고 말합니다. Kaplan은“이 시스템을 통해 외상성 뇌 손상에 대한 조직의 반응을 실시간으로 추적 할 수 있습니다. "가장 중요한 것은 수리 및 장기간에 걸쳐 발생하는 일을 추적 할 수 있다는 것입니다." Kaplan은 다른 뇌 질환을 연구하는 데있어 뇌와 같은 조직의 수명의 중요성을 강조했습니다. “실험실에서이 조직을 몇 달 동안 유지할 수 있다는 사실은 우리가 주요 뇌 질환 중 일부를 연구하기 위해 오랜 시간이 필요하기 때문에 신경계 질환을 볼 수없는 방법으로 시작할 수 있다는 것을 의미합니다. 조직과 같은 기능적인 3D 뇌 주사 전자 현미경으로 촬영 한 실크 기반 스캐 폴드의 이미지는 다공성의 스펀지 형 조성물을 보여준다. Tufts University의 이미지 제공.
Hunziker는“좋은 모델은 철저한 테스트가 가능한 확실한 가설을 가능하게합니다. 이 모델을 사용하면 뇌 기능 장애에 대한 치료법이 가속화 될 수있을뿐만 아니라 정상적인 뇌 생리학을 연구 할 수있는 더 나은 방법이 제공 될 수 있기를 희망합니다.” Kaplan과 그의 팀은 조직 모델을보다 두뇌처럼 만드는 방법을 모색하고 있습니다. 이 최근 보고서에서 연구원들은 도넛 스캐 폴드를 수정하여 각각 다른 유형의 뉴런으로 채워질 수있는 6 개의 동심 고리로 구성 될 수 있음을 보여주었습니다. 이러한 배열은 상이한 유형의 뉴런이 존재하는 인간 뇌 피질의 6 개의 층을 모방 할 것이다. NIBIB는 조직 공학 리소스 센터에 대한 자금 지원 계약의 일환으로 센터에서 생성 된 새로운 기술을보다 큰 생물 의학 연구 커뮤니티와 공유해야합니다. Kaplan은“이 조직 모델을 기반으로하는 다른 실험실과의 협업을 기대합니다. 이 작업은 NIH의 국립 생명 의학 영상화 및 생명 공학 연구소에서 수여하는 # EB002520의 지원을 받았습니다. 출판 : Min D. Tang-Schomer 외, "생물 공학 기능성 뇌와 같은 피질 조직", PNAS, 2014; 도 : 10.1073 / pnas. 1324214111 이미지 : Tufts University
https://scitechdaily.com/bioengineers-tufts-create-functional-3d-brain-like-tissue/
.3 차원 종양 클러스터를 구축하는 노화 종양 세포
논문저자 이현규1, 논문저자 고려대 이현규 Hyun-Gyu Lee1,
June Hoan Kim 2, Woong Sun 2, Sung-Gil Chi3, WonshikChoi 1,4 & Kyoung J. Lee1 ,Scientific Reports volume 8 , 문서 번호 : 10503 ( 2018 ) | 인용문 다운로드 추상 세포 노화 (영구적 인 세포주기 정지)는 생물학적 유기체에 대한 유익한 중요성이 아직 탐구되기 시작한 공통적 인 흥미로운 현상입니다. 다른 한편으로는, 노화 세포는 그들 주위의 조직 구조를 변형시킬 수있다. 무한히 증식 할 수있는 능력을 가진 종양 세포는 그 현상으로부터 자유롭지 못합니다. 여기에 우리는 유방암 식민지의 고밀도 단일 층에있는 노화 세포가 주변에있는 비 노화 세포의 집합 센터 역할을하는 놀라운 관찰을보고합니다. 결과적으로, 노화 세포는 융합 성인 2D 종양 층에서 국소화 된 3D 세포 - 클러스터를 활발히 형성한다. 놀라운 현상을 뒷받침하는 생물 리 학적 메커니즘은 주로 유사 분열 세포 반올림, 동적 및 차동 세포 부착 및 세포 주 화성을 포함한다. 이러한 몇 가지 생물 물리학 적 요소를 통합함으로써 우리는 세포 Potts 모델을 통해 실험 관측을 재현 할 수있었습니다.
소개
세포 노화는 증식하는 세포가 완전한 성장 억제에 들어가고 그 체적을 극적으로 팽창시키는 (일반적으로, 2 차원 기질에서 튀긴 알 의 형태로) 생물체에서 공통적 인 현상이다 . 이 세포 상태의 근원은 강하게 연구되어왔다. 그러나 그 기본 메커니즘은 명확하지 않다. 1 , 2. 중요하게 노화 세포는 노화 관련 분비 표현형 (SASPs)으로 총체적으로 분류되는 다수의 분비물을 통해 그 이웃과 상호 작용한다. 이러한 분비 표현형은 생물에 부정적인 영향을 미치는 다양한 생물학적 과정에 관여하는 것으로 알려져있다. 예를 들어, 주위의 악성 종양 세포의 성장을 자극하는 친 염증성 사이토 카인과 케모카인이 그 중 3 개 , 4 개 입니다. 노화 세포의 축적은 또한 나이 - 관련 질환과 같은 더 많은 유기체 레벨 부작용과 연관된 5. 특히 조직 개조를 촉진 할 수도 있습니다. 예를 들어, 일부 세포 노화 따라서 암세포의 침윤 촉진 소프 주변 조직 구조를 만드는 세포 외 매트릭스 저하 프로테아제를 분비 6 , 7 , 8 . 한편, 노화 세포에 대한 유익한 효과에 대해서도 최근 논의된다. SASP는 배아 패터닝 9 , 10 및 상처 치료 11에 기여하는 단백질을 포함 합니다. 그럼에도 불구하고 이러한 조직 재생 효과가 SASP에 의해 생물 물리학 적으로 조율되는 방법의 정확한 성격은 특히 조직에 대한 개별 세포의 규모에서 많이 연구되어야합니다. 이 논문에서는 단일 클론 세포주 인 MDA-MB-231 (널리 사용되는 악성 유방암 세포주)의 시험 관내 배양을 바탕으로 초기 시딩 및 이웃 노화 방지와의 상호 작용에서 신생 세포의 출현을 신중하게 분석합니다 세포. 놀랍게도, 불멸화 된 종양 세포조차도 노화를 일으키는 것으로 나타났습니다 12 . 더 흥미 진진한 것은 노화 된 MDA-MB-231 세포가 인접한 종양 세포에 대한 인력의 중심 역할을하여 처음에 2 층 (2D) 콜로니의 단층에서 3 차원 (3D ) 세포 클러스터. 우리는 전환 이 시험 관내 에서 명확한 것으로 나타남을 본다.예를 들어 노화 세포가 조직 개질에 관여 할 수있는 사례. 또한 몇 가지 필수 메커니즘만으로 통합 된 컴퓨터 모델을 통한 관찰에 대한 경험적 설명을 제공합니다. Metropolis kinetics에서 작동하는 셀룰러 Potts 모델 (CPM)은 세포 부피의 보존, 유사 분열 세포 반올림 (결과적으로 세포 - 환경 유착의 동적 강도)과 같은 생물 물리학 적 과정을 재현하는 것을 목표로하며, 세포의 주 화성 운동. 실험 결과 MDA-MB-231 세포 배양 물 (처음에는 직경 2mm의 디스크 영역에 균일하게 도금 된 합류 단일 층 (confluent mono layer),도 1a 참조, 방법에 대한 자세한 내용 참조)은 다수의 노화 세포가 전체 집단으로 무작위로 출현한다 시간이 지남에 따라 증가한다 (그림 1b ). 그들은 '튀긴 계란'형태로 쉽게 식별 할 수 있습니다 (그림 1c ). 노화 된 상태로 들어가는 세포의 몸체는 꽤 합류하는 인구 내에서도 거대한 지역을 차지하기 위해 며칠 동안 측면으로 팽창합니다 (그림 1c ). 완전히 개발 노화 세포의 점유 면적이 현저하게 다른 하나에서 다를 수 있지만, 일반적으로 1.4 × 10 종종 크고 매우 큰 수 5 μ m (2) (도. 참조 1D를) - 전형적인 비 노화 세포보다 약 3 배 더 크다. 반면에 노화 세포의 몸은 ~ 2 μ m 만큼 얇 습니다 (그림 1e 의 두 측면보기 참조 ). 신체는 f-actin의 조밀 한 네트워크에 의해 구조적으로 잘 유지됩니다 (그림 1e 의 상단 그림 참조 ). 세포가 갑자기 파열되어 대사 과정을 끝낼 때까지 끊임없는 시공간 파동이 몸 전체에 나타나며 핵쪽으로 향하게됩니다.
https://www.nature.com/articles/s41598-018-28963-0
https://www.nature.com/articles/s41598-018-28963-0.pdf
.과학자들은 또한 붉은 행성(mars)에서 화석화 된 미생물 생명의 징후를 찾는 데 도움이 될 수 있습니다
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