Ученые из ИТМО и Тюменского университета разработали уникальный алгоритм, который помогает понять, как ведут себя капли в облаке над водой. Это открывает двери к созданию новых вычислительных систем, способных управлять живыми организмами, например, бактериями. Данные, которые передают капли, можно превратить в музыку.
Аэрозоли, такие как парфюм или горловой спрей, создают облако капель, известное как капельный кластер. Это уникальная система, где капли общаются друг с другом, передавая информацию. Чтобы использовать такие системы для решения задач, ученые должны понять, как они работают. Новый алгоритм от ИТМО и ТюмГУ позволяет наблюдать за этими процессами и улавливать закономерности.
В эксперименте с меламином и циануровой кислотой ученые смогли отслеживать образование супрамолекулярных кристаллов в каплях. Когда на капли падает свет, они начинают мигать, передавая информацию друг другу. Это помогает ученым понять, как управлять такими системами.
Алгоритм превращает химические реакции в цветную карту, где каждый цвет соответствует определенной частоте и интенсивности свечения капель. Это не только красиво, но и полезно для понимания принципов работы капельных кластеров.
«Главная цель работы – показать, как протекают процессы в подобных химических системах и как ими управлять. Но мы также научились перепрограммировать поведение капельного кластера. Меняя температуру воды в установке или объем реагентов, мы увеличиваем или уменьшаем размеры и число капель и наблюдаем, как меняется характер взаимодействия между ними. Нам удалось подтвердить факт того, что от одной капли может передаваться информация к другой. Это открывает возможности использования такой системы для создания химических вычислителей как альтернативы электронных устройств», – рассказала профессор ИТМО Екатерина Скорб.
Кроме того, такие системы совместимы с живыми системами, а значит, их можно запрограммировать. Например, поместить в каплю бактерию и корректировать ее поведение.
Ранее «Петербургский дневник» писал, что в США с помощью ИИ провели первую в мире автоматизированную стоматологическую операцию.