American Association for the Advancement of Science (AAAS)

Chúng tôi mô tả về các phim graphit đơn tinh thể, mỏng chỉ vài nguyên tử nhưng vẫn ổn định dưới điều kiện môi trường, có tính kim loại và chất lượng đặc biệt cao. Các phim này được phát hiện là chất bán kim loại hai chiều với sự chồng chéo rất nhỏ giữa các băng năng lượng hóa trị và dẫn điện, và chúng thể hiện một hiệu ứng trường điện lưỡng cực mạnh mẽ đến mức electron và lỗ trống có nồng độ lên đến 10 ¹³ mỗi cm vuông và với độ di động ở nhiệt độ phòng khoảng 10.000 cm vuông mỗi volt-giây có thể được kích thích bằng cách áp dụng điện áp cổng.

Có một mối liên hệ sâu sắc và hữu ích giữa cơ học thống kê (hành vi của các hệ thống có nhiều mức độ tự do trong trạng thái cân bằng nhiệt ở một nhiệt độ xác định) và tối ưu hóa đa biến hoặc tổ hợp (tìm cực tiểu của một hàm số cho trước phụ thuộc vào nhiều tham số). Một sự tương đồng chi tiết với quá trình tôi kim loại cung cấp một khuôn khổ để tối ưu hóa các đặc tính của các hệ thống rất lớn và phức tạp. Mối liên hệ này với cơ học thống kê khám phá ra thông tin mới và cung cấp một góc nhìn lạ thường về các vấn đề và phương pháp tối ưu hóa truyền thống.

Các hệ thống đa dạng như mạng di truyền hoặc Web toàn cầu thường được miêu tả tốt nhất như những mạng có hình thức phức tạp. Một thuộc tính chung của nhiều mạng lớn là độ kết nối của các đỉnh tuân theo phân bố luật lũy thừa không quy mô. Đặc điểm này được phát hiện là hệ quả của hai cơ chế chung: (i) các mạng phát triển liên tục thông qua việc bổ sung các đỉnh mới, và (ii) các đỉnh mới gắn vào các vị trí đã được kết nối tốt hơn. Một mô hình dựa trên hai thành phần này tái hiện các phân bố không quy mô tĩnh quan sát được, cho thấy rằng sự phát triển của các mạng lớn được điều khiển bởi các hiện tượng tự tổ chức mạnh mẽ, vượt ra ngoài các đặc thù của từng hệ thống riêng lẻ.

Bài viết này mô tả ba phương pháp heuristic được sử dụng trong việc đưa ra phán quyết dưới sự không chắc chắn: (i) tính đại diện, thường được sử dụng khi người ta được hỏi để đánh giá xác suất rằng một đối tượng hoặc sự kiện A thuộc về lớp hoặc quy trình B; (ii) khả năng xuất hiện của các trường hợp hoặc kịch bản, thường được sử dụng khi người ta được hỏi để đánh giá tần suất của một lớp hoặc tính hợp lý của một sự phát triển cụ thể; và (iii) điều chỉnh từ một điểm neo, thường được sử dụng trong các dự đoán số khi một giá trị liên quan có sẵn. Những phương pháp heuristic này rất tiết kiệm và thường có hiệu quả, nhưng chúng dẫn đến các lỗi có hệ thống và có thể dự đoán. Việc hiểu rõ hơn về những phương pháp heuristic này và những thiên kiến mà chúng dẫn đến có thể cải thiện việc đưa ra phán quyết và quyết định trong các tình huống không chắc chắn.

Vấn đề dân số không có giải pháp kỹ thuật; nó yêu cầu một sự mở rộng căn bản trong đạo đức.

Hợp tác ở các sinh vật, dù là vi khuẩn hay linh trưởng, đã là một vấn đề khó khăn cho lý thuyết tiến hóa kể từ thời Darwin. Dựa trên giả định rằng các tương tác giữa các cặp cá thể xảy ra trên cơ sở xác suất, một mô hình được phát triển dựa trên khái niệm chiến lược ổn định tiến hóa trong bối cảnh trò chơi Tình Huống Tù Nhân. Các suy luận từ mô hình và kết quả từ một cuộc thi máy tính cho thấy cách mà hợp tác dựa trên sự hồi đáp có thể bắt đầu trong một thế giới không xã hội, có thể phát triển trong khi tương tác với một loạt các chiến lược khác nhau, và có thể kháng cự xâm lấn khi đã được thiết lập đầy đủ. Các ứng dụng tiềm năng bao gồm các khía cạnh cụ thể của lãnh thổ, giao phối và bệnh tật.

Tế bào gốc trung mô người được cho là những tế bào đa năng, hiện diện trong tủy xương người trưởng thành, có khả năng sao chép như những tế bào chưa phân hóa và có tiềm năng phân hóa thành các dòng tế bào của mô trung mô, bao gồm xương, sụn, mỡ, gân, cơ và nhu mô tủy xương. Các tế bào có đặc điểm của tế bào gốc trung mô người đã được tách ra từ các mẫu tủy xương của những người tình nguyện. Những tế bào này biểu hiện một kiểu hình ổn định và vẫn duy trì dạng đơn lớp trong môi trường nuôi cấy in vitro. Những tế bào gốc trưởng thành này có thể được kích thích để phân hóa hoàn toàn thành các dòng tế bào mỡ, sụn hoặc xương. Các tế bào gốc cá thể đã được xác định và khi này được mở rộng thành các thuộc địa, chúng vẫn giữ nguyên tiềm năng đa dòng của mình.

Chúng tôi đã đo lường các đặc tính đàn hồi và độ bền phá vỡ nội tại của màng graphene dạng đơn lớp tự do bằng phương pháp nén nano trong kính hiển vi lực nguyên tử. Hành vi lực-chuyển vị được diễn giải theo khung phản ứng ứng suất-biến dạng đàn hồi phi tuyến và cho ra độ cứng đàn hồi bậc hai và bậc ba lần lượt là 340 newton trên mét (N m\n ^–1\n ) và –690 Nm\n ^–1\n . Độ bền phá vỡ là 42 N m\n ^–1\n và đại diện cho sức mạnh nội tại của một tấm không có khuyết tật. Những thông số này tương ứng với mô đun Young là\n E\n = 1.0 terapascals, độ cứng đàn hồi bậc ba\n D\n = –2.0 terapascals, và sức mạnh nội tại σ\n _int\n = 130 gigapascals cho than chì khối. Những thí nghiệm này thiết lập graphene là vật liệu mạnh nhất từng được đo lường, và cho thấy rằng các vật liệu nano hoàn hảo về mặt nguyên tử có thể được thử nghiệm cơ học đối với các biến dạng vượt xa khỏi vùng tuyến tính.

Dữ liệu nhiều chiều có thể được chuyển đổi thành các mã thấp chiều bằng cách huấn luyện một mạng nơ-ron đa lớp với lớp trung tâm nhỏ để tái tạo các vector đầu vào nhiều chiều. Phương pháp giảm gradient có thể được sử dụng để tinh chỉnh các trọng số trong các mạng 'autoencoder' như vậy, nhưng điều này chỉ hoạt động tốt nếu các trọng số ban đầu gần với một giải pháp tốt. Chúng tôi mô tả một phương pháp hiệu quả để khởi tạo các trọng số cho phép các mạng autoencoder sâu học các mã thấp chiều hoạt động tốt hơn nhiều so với phân tích thành phần chính như một công cụ để giảm kích thước dữ liệu.

Một enzyme DNA polymerase kháng nhiệt đã được sử dụng trong quy trình khuếch đại DNA in vitro, phản ứng chuỗi polymerase. Enzyme này, được tách chiết từ Thermus aquaticus , đã đơn giản hóa quy trình và, bằng cách cho phép phản ứng khuếch đại diễn ra ở nhiệt độ cao hơn, đã cải thiện đáng kể độ đặc hiệu, sản lượng, độ nhạy và chiều dài của các sản phẩm có thể được khuếch đại. Các trình tự gen đơn bản đã được khuếch đại gấp hơn 10 triệu lần với độ đặc hiệu rất cao, và các đoạn DNA lên đến 2000 cặp base đã được khuếch đại một cách dễ dàng. Thêm vào đó, phương pháp này đã được sử dụng để khuếch đại và phát hiện một phân tử DNA mục tiêu chỉ có mặt một lần trong mẫu chứa 10 ⁵ tế bào.