Comment la rougeole attaque le corps et nuit aux victimes pendant des années


Nous sommes en 2019 et Dans le monde entier, la rougeole fait encore des éclaboussures. Une épidémie en cours aux Philippines a jusqu'à présent infecté 4 300 personnes. En Ukraine, plus de 15 000 personnes ont contracté la maladie depuis décembre, la plus grande épidémie du pays depuis l’invention des vaccins. Madagascar a sa propre pire épidémie depuis des décennies, avec plus de 500 000 cas depuis octobre, dont 300 décès.

Aux États-Unis, les chiffres sont pour le moment moins nombreux en raison des taux de vaccination élevés à l'échelle nationale. Mais dans des régions isolées du pays où le sentiment anti-vaxx est élevé, la maladie est revenue. Les Centers for Disease Control and Prevention surveillent actuellement un peu plus de 100 cas sur cinq épidémies à Washington, à New York et au Texas.

Parmi les agents pathogènes respiratoires aéroportés, la rougeole est un virus d’élite – la maladie la plus contagieuse au monde. Si vous donnez un poumon à ce virus, il prendra une ville. Une toux d'une personne infectée dans un wagon de métro transmettrait la maladie à 90 personnes non protégées sur 100. Le virus reste en vie, en suspension dans l'air, en dehors du corps de son hôte humain, pendant deux heures au maximum. Pendant des années, les scientifiques se demandèrent comment la rougeole atteignait son statut de contagion en chef. Mais les progrès de la microscopie et de la génétique ont enfin commencé à éclairer ce qui rend le virus si accrocheur.

«C’est vraiment deux choses», déclare Roberto Cattaneo, biologiste moléculaire à la Mayo Clinic, qui étudie le virus de la rougeole depuis plus de trois décennies. Le premier concerne le type de cellules que le virus infecte en premier: les macrophages alvéolaires. Ces cellules immunitaires patrouillent dans les voies respiratoires, aspirant et dégradant des particules de poussière, de pollen et tout autre objet étranger que vous respirez. Elles possèdent également un récepteur de surface ayant la forme exacte d'une protéine de la rougeole. "Ils sont supposés être sur une mission de destruction des virus, mais au lieu de cela, ils agissent comme une navette, transmettant la rougeole directement aux ganglions lymphatiques les plus proches."

Une fois qu’ils sont dans les ganglions lymphatiques, une sorte de plaque tournante du système immunitaire, le virus se transmet à la cible visée – un sous-ensemble de cellules responsables de la production d’anticorps pour la mémoire des pathogènes passés. Ils forment le palais de la mémoire de votre système immunitaire, base de la résistance future. La rougeole détourne les machines de ces cellules et commence à se répliquer et à se propager à un rythme effréné. Selon les estimations de Cattaneo, une semaine après l’inhalation du virus, plus de 50% de ces cellules ont été infectées. «Ce n’est pas subtil», dit-il. "À ce stade, vous vous promenez avec moins de la moitié de votre système immunitaire." Au cours de cette phase de la maladie, alors que les forces de sécurité de votre corps sont gravement épuisées, vous devenez plus vulnérable aux autres infections bactériennes et virales.

C’est la raison pour laquelle la rougeole est particulièrement dangereuse pour les personnes dont le système immunitaire est déjà affaibli – les patients cancéreux recevant une chimiothérapie, les personnes ayant récemment subi une greffe d’organe, les personnes âgées et les nourrissons. Leurs systèmes ne peuvent pas rebondir.

Cela explique également l'un des séquelles plus persistantes et plus mystérieuses d'une infection par la rougeole. Pendant des années après que la toux ait disparu et que les éruptions cutanées aient disparu, les enfants qui ont survécu à une rougeole ont tendance à contracter plus fréquemment des infections bactériennes et virales. Le virus élimine essentiellement votre catalogue d'infections antérieures, de sorte que le seul étranger que votre corps reconnaisse soit la rougeole elle-même.

Cette amnésie pathogène est grave, mais ce n’est pas ce qui fait de la rougeole un facteur de propagation remarquable. C’est ce qui se passe ensuite. Lorsque des vagues de cellules mémoire infectées sont balayées des ganglions lymphatiques et retrouvées dans la circulation, elles se retrouvent piégées dans les derniers centimètres de votre système respiratoire – les tissus qui tapissent la trachée supérieure, également appelée trachée. Ces tissus ont un récepteur spécial qui capture toutes les cellules de mémoire contenant la rougeole. Le virus commence alors à se propager latéralement à travers la trachée, en sautant vers les tissus voisins par des jonctions serrées entre les cellules, ce qui lui permet de se propager environ 10 fois plus vite que d'autres types d'agents pathogènes respiratoires.

Lorsque certaines de ces cellules succombent au virus de la rougeole, elles se séparent et se détachent dans les voies respiratoires, ce qui entraîne la nécessité de tousser. «La rougeole utilise essentiellement la trachée comme un trampoline», explique Cattaneo. "La toux la fait rebondir." Comme la trachée est la dernière étape avant votre bouche et le monde extérieur, cette stratégie de sortie est nettement plus efficace que celle d'autres virus respiratoires, comme la grippe, qui se répliquent au plus profond des poumons. Pour ces infections, toute particule virale expulsée à la vitesse d'une toux doit se faufiler devant un labyrinthe de membranes muqueuses situées dans la muqueuse des poumons, ce qui peut bloquer ou au moins ralentir leur fuite. Mais avec la rougeole, la majorité des cellules estropiées ainsi que leurs envahisseurs viraux s’échappent facilement vers le monde extérieur, produisant un nuage infectieux pouvant rester suspendu jusqu’à deux heures.

Si seulement il y avait un moyen de traverser la vie en toute sécurité sans craindre d'entrer dans l'une de ces nébulosités hyper-virulentes … Oh, attends. C’est un vaccin qui a été jugé sûr et efficace par les autorités de santé et recommandé à tous les individus (non immunodéprimés) de plus d’un an.

Mais avec la menace de la rougeole qui menace de plus en plus aujourd'hui qu'elle ne le fait depuis des décennies, au moins certains parents hésitants à se faire vacciner ont compris l'allusion. Dans le comté de Clark, dans l’État de Washington, qui a comptabilisé 54 cas depuis le 1er janvier, la demande de deux types de vaccins antirougeoleux a augmenté de plus de 500% par rapport à la même période en 2018. Vous pourriez même dire que l’inquiétude est grande.


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Rare toilette triple du XIIe siècle: laissez trois personnes devenir le numéro deux à la fois


Rare toilette triple du XIIe siècle: laissez trois personnes devenir le numéro deux à la fois

Les rares toilettes du XIIe siècle permettaient à trois personnes de se classer numéro deux à la fois. Il était autrefois suspendu au-dessus d'un puits de fuite qui s'était écoulé dans la flotte fluviale et avait été retrouvé lors d'une série de fouilles effectuées entre 1988 et 1992.

Crédit: Museum of London Docklands

La prochaine fois que le destin vous frappera avec le siège du milieu dans un avion, un bus ou une voiture bondée, soyez au moins reconnaissant de ne pas supporter le siège du milieu d'une toilette à trois personnes.

L'une de ces toilettes – une planche de bois vieille de 900 ans percée de trois trous – sera bientôt présentée au Museum of London Docklands dans le cadre d'une nouvelle exposition sur les rivières oubliées de la ville. Ce rare triple-jean datant du XIIe siècle était autrefois suspendu au-dessus d’un fossé d’évacuation qui se déversait dans la flotte fluviale (maintenant un affluent souterrain de la Tamise, mais une artère commerciale et résidentielle florissante à l’époque). Les toilettes servaient ce qui devait être une communauté très intime de commerçants et de locataires, assis côte à côte sur le bois taillé à la hache, ont déclaré des conservateurs de musée dans un communiqué. [Gallery: The Toilets of Pompeii]

Les archéologues ont découvert ces toilettes bien préservées lors d'une série de fouilles effectuées près de la Flotte fluviale à la fin des années 1980 et au début des années 1990, a déclaré Kate Sumnall, conservatrice en archéologie au Museum of London Docklands, dans un courrier électronique. Étonnamment, les conservateurs de musée pensent même connaître le nom d'au moins quelques-uns des utilisateurs de loo morts depuis longtemps qui ont collé leurs joues collectives contre le bois malchanceux. Sumnall a confié au Guardian que les propriétaires de l'immeuble voisin étaient un fabricant de chapeaux, John de Flete, et son épouse, Cassandra. Le logement lui-même était connu sous le nom de "Helle".

Vous pouvez voir les toilettes de Helle – et prendre un selfie avec une réplique en plastique – à l'exposition "Les rivières secrètes" du musée, qui se tient du 24 mai au 27 octobre. L'émission mettra en vedette des artefacts exhumés dans des rivières anciennes et disparues de Londres, ainsi qu'une cache de Épées, fers de lance et haches de l'âge du bronze ont fait leur apparition dans la Tamise sous forme d'offrandes votives, d'un bol de punch en porcelaine datant de 1775-1780 et de plusieurs crânes d'animaux découverts dans la flotte fluviale.

L'exposition comportera également des photos historiques, des peintures, des séquences et de la poésie illustrant la culture de la rivière perdue de la ville, au cas où l'image de trois habitants de l'immeuble assis côte à côte dans les toilettes de Helle ne vous brosserait pas un tableau assez vivant. Pour stimuler votre appétit d'histoire, le grand Jonathan Swift propose ce portrait de la vie londonienne dans son poème de 1710 intitulé "Description d'une pluie de ville":

"Balayages dans les stands de bouchers, excréments, tripes et sang, chiots noyés, Sprats puants, tout trempés dans la boue, des chats morts et des navets tombent sur le déluge."

La vie est vraiment belle.

Publié à l'origine sur Science en direct.

California's Rain était une rivière atmosphérique de «Cat 4». Attends quoi?


Pour le dernier En deux jours, un flot colossal d’air subtropical super-trempé a frappé la Californie avec des quantités record d’humidité. Mercredi, certaines régions du nord de la Californie ont reçu plus de neige en une journée que les villes de la Nouvelle-Angleterre, comme Boston a vu tout l'hiver. Jeudi, Palm Springs a huit mois de pluie en autant d'heures. À San Diego et Los Angeles, une eau brune épaisse sous la poussière du désert inondait les rues, provoquait des coulées de boue et ouvrait des dolines.

La rivière atmosphérique de 300 km de large et de 1 000 km de long qui a emporté toutes ces précipitations commence à s'assécher et le pire de la fête de la trempe est passé. Mais toutes les nouvelles données pluviométriques mettent en évidence le fait que les rivières atmosphériques, bien qu’elles soient depuis longtemps un trait distinctif des conditions météorologiques dans l’Ouest américain, s’intensifient dans un monde soumis au changement climatique.

Les données des satellites NOAA montrent une rivière atmosphérique frappant la côte californienne.

NOAA

Si vous n’avez jamais entendu la phrase «rivière atmosphérique», ne vous sentez pas trop mal. C’est un terme météorologique de l’art qui n’a pas encore percé le lexique de la culture pop, contrairement à certains de ses cousins ​​plus éclatants – le vortex polaire, le cyclone de la bombe et les nuages ​​de feu, pour en nommer quelques-uns. Même la Société météorologique américaine n’a ajouté qu’une définition du terme rivière atmosphérique à son glossaire l’an dernier.

Le phénomène lui-même n’est pas nouveau: pendant longtemps, il a été assez normal que la Californie reçoive la plupart de ses précipitations annuelles en quelques grosses tempêtes. La plupart de ces déluges de plusieurs jours sont le produit de rivières atmosphériques, des courants d’air de haute altitude qui prennent leur source près de l’équateur et sont remplis de vapeur d’eau. Mais ce n’est que depuis une dizaine d’années que les scientifiques en ont suffisamment appris sur ce type de système météorologique pour faire la différence entre des tempêtes profitables et banales qui maintiennent les réserves d’eau et des tempêtes désastreuses qui submergent barrages, digues, et des réservoirs, comme celui qui a battu la Californie cette semaine. Alors que cet exercice d’équilibrage devient encore plus difficile pour les gestionnaires de l’eau de la région, certains scientifiques tentent de chiffrer ces différences, de la même manière qu’une tornade ou un ouragan.

«Vos prévisions météorologiques typiques affichent un symbole: un soleil pour les jours ensoleillés, un nuage pour les jours nuageux. Mais le symbole de nuage de pluie ne dit pas vraiment si ce sera quelques averses ou l'une de ces tempêtes plus inhabituelles », a déclaré F. Marty Ralph, météorologue à la Scripps Institution of Oceanography de l'UC à San Diego et directeur de son centre. pour le climat occidental et les extrêmes d'eau. Il a mené un effort pluriannuel pour développer une échelle à cinq catégories permettant de diagnostiquer la force des rivières atmosphériques afin que les gestionnaires de l'eau, les équipes d'intervention et le grand public puissent rapidement comprendre à quel point la prochaine tempête sera destructrice (ou bénéfique) .

L’équipe de Ralph a dévoilé sa balance AR Cat plus tôt ce mois-ci, dans un article publié dans le Bulletin de la Société météorologique américaine. La principale caractéristique utilisée pour évaluer la gravité de telles tempêtes est la quantité de vapeur d'eau qui circule horizontalement dans l'air. Appelé transport de vapeur intégré ou IVT, ce numéro vous indique la quantité de carburant qui alimente le système.

Ce n’est pas un nombre facile à calculer. Pour le faire correctement, il faut effectuer plusieurs mesures du vent et de la vapeur d'eau sur des kilomètres d'atmosphère. De la même manière que les rivières terrestres s'écoulent à des vitesses différentes selon les profondeurs, les molécules de vapeur d'eau des rivières atmosphériques se déplacent à des vitesses différentes dans la colonne d'air. En les additionnant verticalement, vous obtenez la véritable mesure de la force d'une tempête. L’équipe de Ralph considère les tempêtes comme des fleuves atmosphériques s’ils déplacent plus de 250 kilogrammes d’eau par mètre par seconde, de faible à modéré, fort, extrême et exceptionnel.

NOAA

Mais la force seule ne permet pas de prédire à quel point une tempête sera dangereuse. C’est pourquoi la balance AR Cat associe l’IVT d’une tempête à sa durée de vie prolongée. Les tempêtes qui surviennent en moins de 24 heures sont déclassées d'une catégorie alors que les tempêtes de plus de 48 heures sont immédiatement frappées d'un cran. Ainsi, une tempête «extrême» pourrait être soit un Cat 3 (équilibre entre bénéfique et dangereux), un Cat 4 (principalement dangereux) ou un Cat 5 (dangereux) en fonction de ce qu’il fait une fois qu’il atterrit.

C’est parce que plus une tempête plane longtemps sur la terre, entraînant dans ses bassins versants la quantité d’humidité de la rivière Mississippi, plus elle exerce de pression sur ces systèmes. Les ouragans les plus destructeurs de l'histoire récente – Harvey au Texas et Florence en Caroline du Nord – se sont révélés catastrophiques car ils ont calé au-dessus de la terre, inondant ces régions de plusieurs jours de fortes précipitations. Mais les échelles actuelles d’ouragans, basées sur la vitesse du vent, ne tiennent pas compte du temps. «Avec les rivières atmosphériques, nous avons eu l’occasion d’enregistrer ces chiffres dès le début», explique Ralph.

Bien entendu, l’échelle AR Cat est aussi fiable que le modèle de prévision sur lequel elle est construite. Et prédire avec précision les rivières atmosphériques a longtemps frustré les chercheurs en météorologie. Les modèles fondés sur des données satellitaires masquent régulièrement les points d'atterrissage de 250 km, même lorsque la tempête n'a que trois jours. Certaines de ces données ont été amplifiées cette semaine, alors que GOES-17, le satellite de prochaine génération de la NOAA, est devenu opérationnel au-dessus de l’ouest des États-Unis.

La nouvelle caméra puissante de GOES-17 comblera d’importantes lacunes, en particulier au-dessus de l’océan Pacifique, où la couverture était auparavant réduite. «C’était comme si on regardait une télévision en noir et blanc, et nous avons maintenant la haute définition complète», explique Scott Rowe, météorologue à la station du service météorologique national de Bay Area. Le nouveau satellite actualise également les données à un taux beaucoup plus élevé, en prenant une nouvelle image toutes les cinq minutes au lieu de toutes les 10 ou 15 minutes. Dans des circonstances particulières, les prévisionnistes de NWS peuvent demander de les augmenter d'un cran. Jeudi, alors que le bureau de Rowe était occupé à tenter de prédire l’organisation de la tempête californienne, GOES-17 prenait des clichés et envoyait des images toutes les minutes.

Mais, selon Ralph, le nouveau satellite n’est pas un correctif complet pour la prévision des rivières atmosphériques, car des nuages ​​élevés peuvent masquer ce qui se passe dans la tempête. Plus fructueuses sont les missions de reconnaissance régulières que Ralph coordonne depuis trois ans, envoyant des pilotes de l'US Air Force dans des avions chasseurs d'ouragans pour sillonner les flux entrants d'air chaud et humide. Ils larguent à intervalles réguliers des capteurs météorologiques connus sous le nom de dropsondes, qui brossent un portrait plus intime du potentiel de précipitation de chaque tempête.

Tout cela fait partie d’un effort plus vaste visant à aider les responsables de la gestion des ressources en eau douce de la région à prendre de meilleures décisions quant à savoir si l’eau doit être conservée et si elle risque d’être inondée, ou bien laissée à l’écart avant la tempête. L'échelle AR Cat, qui selon Ralph a encore besoin d'être ajustée pour mieux articuler les risques et les avantages des différents types de tempêtes, vise à rendre ces décisions faciles à prendre pour les exploitants de réservoirs à un, deux, trois, quatre, cinq.

Sachant qu'une tempête comme celle qui a frappé cette semaine est une rivière atmosphérique de catégorie 4, cela ne signifie pas grand-chose pour la personne moyenne pour l'instant. Calibrer une valeur arbitraire à la réalité observée prend du temps et de l'expérience. Mais c’est un signe de l’intensification des conditions météorologiques de l’Ouest américain qui montre que ses habitants ont besoin de cette langue.


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La Russie déclare que son arme à stroboscope cause des nausées et des hallucinations. Est-ce que c'est possible?


Selon la presse, la marine russe aurait armé deux de ses navires de guerre d'une arme semblable à une lumière stroboscopique pouvant provoquer des hallucinations, un désorientation et des nausées.

On dit que l'arme sert de sorte de bouclier protecteur, émettant un faisceau de lumière clignotante qui gêne la vue d'une cible, ce qui la rend difficile à viser, a rapporté The Hill plus tôt ce mois-ci. Mais le bouclier fonctionnerait également comme une arme, provoquant des symptômes neurologiques chez ses cibles, selon l’agence de presse officielle russe RIA Novosti.

Selon RIA Novosti, la moitié des volontaires qui ont déclaré avoir testé l'arme du bouclier ont déclaré avoir également subi des troubles de la vue lorsque l'arme leur avait été "tirée", et 20% ont déclaré avoir des hallucinations, telles que des points lumineux dans leur vision. (Cependant, le nombre de volontaires impliqués n'est pas clair.) [Here’s What We Know About Russia’s Hypersonic Waverider Weapon]

Bien sûr, les détails de cette arme supposée sont insaisissables et Live Science ne peut pas confirmer son existence. Mais une telle arme – à savoir une arme qui pourrait utiliser la lumière pour provoquer la désorientation et d’autres symptômes – pourrait-elle exister?

Les experts ont dit à Live Science que la réponse était oui.

"Affaiblir la vision avec des lumières n’est ni compliqué ni invraisemblable", a déclaré Jonathan Winawer, professeur adjoint de psychologie et de neurosciences à l’Université de New York. Comme une lumière brillante, comme celle d'une voiture venant en sens inverse, il est difficile pour une personne de voir, et des lumières vacillantes peuvent être désorientantes. "De même, sortir de la salle de cinéma sombre et exposée au soleil aveugle temporairement", a déclaré Winawer à Live Science.

Les hallucinations, ou percevoir que quelque chose est présent quand ce n'est pas le cas, peuvent également être un effet secondaire commun des lumières vacillantes.

"Il ne serait pas surprenant que les gens voient des images rémanentes après avoir été exposés à des lumières scintillantes", a déclaré Christopher Honey, professeur adjoint au département des sciences psychologiques et cérébrales de l'Université Johns Hopkins.

En fait, ces effets sont couramment utilisés dans les illusions d'optique. Par exemple, dans une illusion d'optique populaire, regarder un point pendant 30 secondes puis regarder un mur blanc peut amener une personne à voir une image qui n'y est pas. Certaines de ces illusions sont "renforcées si on leur présente un scintillement", a déclaré Honey à Live Science. Mais généralement, ces effets sont induits quand une personne regarde quelque chose qui se trouve directement devant elle – par exemple, sur un écran ou une feuille de papier – qui occupe une partie importante de son champ visuel. Pour que l’arme présumée du bouclier produise des effets similaires de loin, elle devrait «être exceptionnellement brillante», a déclaré Honey.

Tout cela pour dire que les effets visuels induits par les lumières sont des expériences courantes. Mais les lumières scintillantes provoquant des symptômes "invalidants" tels que le vertige et d'autres effets neurologiques sont "beaucoup, beaucoup moins courantes", a déclaré Honey.

Ces sensations – de vertige, de vertige, de désorientation – se manifestent chez les personnes atteintes d'un trouble appelé "photosensibilité".

Les causes de la photosensibilité ou de la sensibilité à la lumière ne sont pas tout à fait claires. Une hypothèse dit que cela implique deux types de neurones dans le cerveau: les neurones excitateurs, qui font brûler les autres neurones, et les neurones inhibiteurs, qui font que les autres neurones cessent de tirer. Selon l'hypothèse, a déclaré Honey, dans ce jeu de push-pull, les neurones inhibiteurs peuvent cesser de tirer, perdant leur capacité à réguler les autres neurones, conduisant à une poussée d'activité qui se propage à travers le cerveau et crée ces symptômes.

Certains rapports suggèrent que la photosensibilité affecte jusqu'à 9% de la population en général, mais des recherches plus récentes suggèrent qu'elle est beaucoup plus rare que cela – avec moins de 1% des personnes montrant des réactions cérébrales inhabituelles à des lumières vacillantes. Il est donc difficile de concilier ces conclusions avec des affirmations selon lesquelles "la moitié" des personnes qui disent avoir testé l'arme ont présenté ces symptômes, a-t-il ajouté.

"Le vrai problème pour aborder [reports about this weapon] "Il y a si peu de détails sur ce qui s'est exactement passé", a déclaré Honey. "Cela peut aller de quelqu'un ayant une lumière brillante à quelqu'un qui a passé une décennie à concevoir avec soin le stimulus perturbant et visuellement optimal."

Publié à l'origine sur Science en direct.

Darpa veut résoudre la crise de la réplication de la science avec des robots


Dis ça beaucoup "crise de la reproductibilité" en science: le moment est mal choisi. Au même moment où un nombre important de décideurs élus et nommés semblent ne pas croire la science derrière le réchauffement planétaire, et un nombre important de parents semblent ne pas croire la science derrière les vaccins… un groupe de scientifiques se présente et souligne que de vastes zones de les sciences sociales ne résistent pas à l'examen. Ils ne répliquent pas – c’est-à-dire que si quelqu'un fait la même expérience, ils obtiennent des résultats différents (souvent contradictoires). Le terme scientifique pour cela est mal.

L’avantage, c’est que la méthode scientifique est construite pour l’auto-correction. Les chercheurs tentent de résoudre le problème. Ils encouragent davantage le partage des ensembles de données et s’exhortent les uns les autres à se pré-enregistrer leurs hypothèses – en déclarant ce qu’ils ont l'intention de trouver et comment ils entendent le trouver. L'idée est de réduire le nombre de manigances statistiques et de mémoriser les résultats négatifs qui ont entraîné le terrain dans ce gâchis. Plus besoin de collecter une masse de données géante, puis de la parcourir pour obtenir un résultat publiable, une pratique connue sous le nom de «HARKing» – une hypothèse sur laquelle les résultats sont connus.

Et des équipes autoproclamées reviennent même à l'ancienne tâche, manuellement, pour voir ce qui tient et ce qui ne marche pas. Cela signifie refaire la même expérience ou essayer de l'étendre pour voir si l'effet se généralise. C’est un travail fastidieux, ennuyeux, coûteux et long. Pour l’Agence de projets de recherche avancée de défense, l’aile folle du Pentagone, le problème exige une solution évidente: les robots.

Un programme Darpa intitulé «Systématiser la confiance dans la recherche ouverte et les preuves scientifiques» (oui, SCORE) vise à attribuer un «score de crédibilité» (voir ce qu’ils y ont fait) aux résultats de recherche en sciences sociales et comportementales, un ensemble de domaines connexes auxquels la reproductibilité est compatible. la crise a été particulièrement cruelle. En 2017, j’ai qualifié le projet de détecteur de conneries pour la science, au grand dam du directeur du projet. Eh bien, maintenant le jeu est joué: Darpa a promis 7,6 millions de dollars au Center for Open Science, une organisation à but non lucratif qui mène la charge en matière de reproductibilité. La COS va rassembler une base de données de 30 000 demandes émanant des sciences sociales. Pour 3 000 de ces demandes, le Centre tentera soit de les reproduire, soit de les soumettre à un marché de prédiction, demandant à des êtres humains de parier essentiellement sur le fait de savoir si les demandes reproduiraient ou non. (Les marchés de prédiction sont assez bons dans ce domaine; dans une étude de la reproductibilité en sciences sociales l'été dernier, par exemple, un marché des paris et une enquête sur d'autres chercheurs ont effectué des analyses aussi bien que réelles des études.)

"Le travail de réplication est une évaluation de la vérité sur le terrain", indique Tim Errington, directeur de la recherche chez COS. "Cela va être comparé à des algorithmes. D'autres équipes vont trouver un moyen de le faire automatiquement, et vous évaluerez ensuite les unes par rapport aux autres. »

En d'autres termes, vous obtenez d'abord une base de données, puis vous effectuez une évaluation humaine, puis les futurs seigneurs de la machine entrent en jeu? «Je dirais« partenaires de la machine »», déclare Adam Russell, anthropologue et responsable du programme SCORE chez Darpa. Il espère que la «phase II» du programme pilotée par machine, qui commencera à accepter des applications en mars, donnera lieu à des algorithmes qui surperformeront les parieurs sur un marché de prédiction. (Certains travaux préliminaires ont déjà suggéré que c’était possible.) «Cela permettra de mieux comprendre comment nous pouvons mieux faire les choses», déclare Russell. Russell veut que le département de la Défense comprenne les problèmes de sécurité nationale – comment se forment les insurrections, comment l’aide humanitaire est distribuée, comment dissuader les ennemis de réagir. Il veut savoir quelles recherches méritent qu'on s'y attarde.

Mais s'il devait arriver que SCORE s'attaque également aux faiblesses fondamentales des sciences sociales? Ouais, ça serait cool ou peu importe. En 2017, un sociologue de Microsoft Research, Duncan Watts, a rédigé une critique convaincante de ce qu'il a appelé un «problème d'incohérence» dans son domaine. Watts a averti que les sciences sociales et comportementales avaient du mal à reproduire les affirmations scientifiques – un test de validité essentiel – parce qu’elles n’avaient pas de structure théorique unificatrice. Même si un article individuel affirmait résister à des tests rigoureux et à une analyse statistique, il pourrait ne pas utiliser les mêmes mots qu’un article adjacent, ou utiliser les mêmes mots, mais dans un sens différent.

Prenons le cas de la recherche sur l’importance des réseaux informels au sein des organisations. Tout le monde sait que celles-ci sont super importantes. Watercooler talk, les sous-ministres Slack, ces personnes qui sont toujours dans les bureaux les uns des autres – ces interactions comptent. Ils sont où tous les réal les décisions sont prises, non? Trouvez un moyen de les structurer et améliorez toute organisation. «Cela ressemble à une réclamation, non? Et vous voulez savoir si cette affirmation est correcte? », Déclare Watts. «Le problème est que ce n’est pas vraiment une revendication. C’est comme une centaine de revendications différentes. »Qu'est-ce qu’une« organisation »? Que signifie« matière »? Qu'est-ce qui compte comme un réseau? Sans clouer ce genre de chose, «vous faites en gros une sorte de ce que vous pourriez appeler une« ambiguïté stratégique »ou une« interprétation créative »», déclare Watts. "Ou juste un peu de conneries."

De ce point de vue, même déterminer ce qui appartient à cette base de données de 30 000 revendications sera essentiel pour obtenir un résultat utile. Mais si cela fonctionne, il est même possible que les outils algorithmiques apprennent à prédire la reproductibilité en détectant plus que les drapeaux rouges attendus qu’une étude de réplication ou un marché de parieurs permettrait de saisir. La taille de la base de données interdisciplinaire pourrait révéler toutes sortes de nouvelles variables. «Nous n’avons jamais réellement procédé de la sorte, nous avons agrégé plusieurs ensembles de données», déclare Errington. «Cela repousse vraiment les limites de tout ce sur quoi nous avons travaillé, ainsi que d’autres groupes. Et ensuite, bien sûr, nous verrons ce que nous pouvons en faire. "

C’est aussi ce que veut Darpa: des algorithmes qui vont au-delà de ce que les humains comprennent déjà. Et comme l’une des exigences du programme est que les algorithmes soient interprétables (par opposition à des "boîtes noires" impénétrables), ils seront en mesure de nous enseigner ces nouveaux principes pour une science crédible. «Nous voulons capter de nombreux signaux faibles bien au-delà de la bande passante humaine et les combiner pour nous aider à prendre de meilleures décisions», a déclaré Russell. Construit quelque part là-bas pourrait même constituer l’infrastructure permettant de forcer toutes ces constructions sournoises de sciences sociales à se relier réellement.

Croyez-le ou non, même Watts est optimiste quant à savoir si cela fonctionnera. Personne n’est plus surpris que lui. "C’est une chose darpa à faire, où ils sont comme:" Nous sommes darpa, nous pouvons simplement nous enflammer et faire cette chose très difficile que personne d’autre n’a même pensé à toucher ", dit-il. «Bien pour eux, mec. Je veux aider."

Oui. C’est ce que les seigneurs de la machine espéraient qu’il dirait.


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L'intelligence artificielle craint de faire des photos de chats adorables, il manque clairement tout le sens d'Internet


L'intelligence artificielle (IA) a récemment tenté de générer des photos de chat à partir de rien et les résultats ont été catastrophiques.

Ce réseau de neurones particulier (un type d'IA modelé d'après le fonctionnement du cerveau humain) peut produire des photos originales de visages humains étonnamment réalistes. En fait, les images de ces personnes maquillées étaient presque impossibles à distinguer des photos de personnes réelles, ont rapporté les programmeurs de l'IA dans une étude publiée en décembre 2018 dans le journal de préimpression arXiv.

Félins, cependant, s'est avéré être une autre histoire. Le même algorithme qui a généré des visages humains sans faille a créé des chats à la tête difforme. le mauvais nombre d'yeux et de jambes; et des corps trop longs, trop courts, exceptionnellement ronds ou rectangulaires, et courbés à des angles particuliers. [5 Intriguing Uses for Artificial Intelligence (That Aren’t Killer Robots)]

Le moteur d'intelligence artificielle qui a produit les photos de chats effrayants est ce qu'on appelle "une architecture de générateur basée sur le style pour des réseaux contradictoires génératifs", ou StyleGAN. Des réseaux comme ceux-ci sont "contradictoires" car deux modèles fonctionnent simultanément: l'un génère des images, et l'autre évalue les résultats par rapport à des photos dans un ensemble de données de formation, de sorte que le réseau tire les leçons de ses erreurs et améliore ses performances, a déclaré l'étude.

Pour que l'IA produise des images humaines réalistes, elle devait d'abord "apprendre" à quoi ressemblaient les visages humains à partir de photos existantes. L'algorithme a divisé les faces en une liste de contrôle des caractéristiques de style, telles que la position de la tête; le sexe; couleur de peau; texture et style des cheveux; et la forme des yeux, du nez et de la bouche, ont rapporté les chercheurs.

Une fois que StyleGAN était capable de reconnaître tous ces éléments – sans supervision humaine – il a appris à les assembler de manière indépendante pour générer un tout nouveau visage humain, photoréaliste. Les chercheurs ont refusé une demande d'interview mais ont expliqué leur processus dans une vidéo postée sur Youtube le 12 décembre 2018.

Alors, pourquoi StyleGAN ne pourrait-il pas créer des photos de chat adorablement réalistes? L'algorithme fonctionnait de manière optimale avec ce sur quoi il devait travailler – et en ce qui concerne les chats, les milliers d'images de référence qu'il utilisait étaient loin d'être idéales, a déclaré Janelle Shane, une chercheuse qui forme les réseaux de neurones mais ne participe pas au processus. étudier, a déclaré Live Science.

Shane a écrit à propos des chats bizarres le 7 février sur son blog AI Weirdness. Contrairement aux ensembles de données photographiques de visages humains de StyleGAN – dans lesquels corps et arrière-plans ont été délimités et où les positions de la tête étaient similaires – les images du chat dans l'ensemble de données variaient énormément. La collection comprend des gros plans et des plans larges de chats dans divers contextes et sur différents fonds. Certaines photos montraient un chat, certaines incluaient plusieurs chats et d'autres des personnes.

"Il y a des chats à l'envers; il y a des chats blottis dans une boule; leurs yeux sont ouverts; leurs yeux sont fermés. Vous pouvez certainement dire que leurs données d'entrée sont un peu bruyantes – et par bruit, je veux dire qu'il y a des choses là-dedans ce n'est pas juste une image d'un chat ", a déclaré Shane.

Alors, ne soyez pas trop dur avec StyleGan pour son horrible ménagerie de chats cauchemardesques.

"L'algorithme doit apprendre beaucoup plus", a ajouté Shane.

Alors que les humains photoréalistes de StyleGAN étaient sans faille, le réseau de neurones avait du mal à assembler les félins.

Alors que les humains photoréalistes de StyleGAN étaient sans faille, le réseau de neurones avait du mal à assembler les félins.

Crédit: Nvidia

Des indices visuels contradictoires ont empêché StyleGAN de savoir à quoi un vrai chat était censé ressembler. Et les réseaux de neurones n’ont pas de contexte réel pour les informations qui leur sont données; tout ce qu'ils savent, c'est ce qui est dans leurs ensembles de données. StyleGAN a suffisamment appris des photos de référence pour reproduire avec précision des détails et des textures à petite échelle, comme la fourrure d'un chat ou la forme d'une oreille féline. Mais le programme a clairement eu du mal à rassembler tout le chat, a déclaré Shane.

"Le réseau de neurones ne comprend pas comment les chats travaillent. Il ne comprend pas le nombre de pattes qu'ils ont. Le nombre d'yeux qu'ils ont ou leur anatomie ne sont pas vraiment clairs", a-t-elle déclaré à Live Science.

Voyez d'autres photos de chat troublantes de StyleGAN, des images humaines presque parfaites et d'autres fichiers de projet sur la plate-forme de développement GitHub.

Publié à l'origine sur Science en direct.

Deux satellites presque écrasés. Voici comment ils l'ont esquivé


La première alerte est arrivé le 27 janvier. Deux petits satellites, tournant à travers les orbites basses de la Terre, avaient «le potentiel d’une conjonction».

Ce sont les mots employés par le major Cody Chiles, porte-parole du commandement de la composante spatiale de la force interarmées, pour désigner le risque de collision. Les satellites, l'un d'une société appelée Capella Space et l'autre de Spire Global, pourraient se toucher l'un l'autre.

Il appartient au 18e Escadron de contrôle spatial de la Force aérienne d'émettre des alertes sur les collisions potentielles, lorsque ces événements lui semblent suffisamment probables. Dans ce cas, la chance d'un coup direct était, selon qui vous demandez, soit vraiment petite ou plutôt effrayante. Sur la base de ses données et d’un modèle quelque peu générique, l’escadron a estimé la probabilité entre 0,2 et 10% sur une période de 72 heures. Mais c'est un jeu de devinettes.

Si les satellites entraient en collision, des fragments de satellites (des années de travail, des signes en dollars) seraient projetés, perdus, dans l'espace. Ils se transformeraient en encore plus d'éléments alimentant le tourbillon déjà important de débris spatiaux mettant en péril d'autres orbiteurs.

Spire, qui exploite environ 60 petits satellites qui suivent les navires et la météo, n’était pas inquiet pour cet avertissement.

Capella, qui n'a qu'un seul satellite, l'était.

Mais étant donné que l'escadron suit plus de 24 000 objets spatiaux, ces messages arrivent aussi souvent que du courrier indésirable. En 2016, l'unité a envoyé près de 4 millions de ces «messages de données de conjonction», dont la gravité varie de «prêter attention» à «envisager de se dérober». Mais certains petits satellites, y compris celui de Spire, ne peuvent pas se dérober: ils ne sont pas propulsés systèmes, de sorte qu'ils ne peuvent pas bouffer de se mettre à l'abri du danger. Lors de rencontres potentielles comme celle-ci, l’autre partie devient parfois celle qui doit bouger. Mais si aucun satellite ne peut se dérober, la situation se complique.

Capella n’a lancé que récemment son premier satellite, baptisé Denali d’après le parc national, en orbite à bord d’une fusée appelée SmallSat Express, qui en a lancé plus de 60 autres en même temps. Fondée en 2016, Capella a une histoire d'origine qui remonte elle-même à un crash. Le fondateur, Payam Banazadeh, comme tout le monde en 2014, était perplexe devant la disparition du vol malaisien 370, l'avion qui avait disparu en direction de la Chine. "Nous nous sommes posé la question suivante:" Pourquoi ne pouvons-nous pas trouver cet énorme avion 777 sur cette planète que nous appelons notre patrie? ", A déclaré Banazadeh, un ancien ingénieur du Jet Propulsion Laboratory de la NASA. "Il faut que nous ne surveillons pas suffisamment notre planète."

C'est une partie de la réponse. Son raisonnement dit que les satellites qui voient la lumière visible ne peuvent pas regarder à travers les nuages ​​ou les ténèbres de la nuit. Une grande partie du monde, une grande partie du temps, leur est perdue. Au lieu de collecter passivement la lumière, Capella envoie des ondes radio vers le sol. Ils rebondissent, altérés par tout ce qu'ils rencontrent, et le satellite les détecte, créant ainsi un système radar basé dans l'espace. «Nous envoyons de l’énergie et des signaux à partir de notre propre satellite, au lieu d’attendre que la lumière nous parvienne», déclare Banazadeh. "C’est comme si nous avions notre propre lampe de poche."

Avec un tel système, vous pouvez surveiller les navires, surveiller les cultures, identifier les inondations et même effectuer une surveillance gouvernementale. Vous pouvez maaaaaybe aider à trouver un jet manquant. En tout état de cause, Denali n’était qu’un satellite de démonstration et ne faisait pas partie de la flotte de plusieurs dizaines d’utilisateurs qui sera lancée au cours des prochaines années. Mais c’était leur premier essai, et par conséquent leur précieux banc d’essai.

Ainsi, lorsque Capella a reçu l'alerte de conjonction du 18e Escadron de contrôle, l'atmosphère dans sa salle de contrôle de mission en Californie était tendue. Au fil du temps, la société a déclaré que la probabilité de collision augmentait. Ils ne voulaient pas penser à la vitesse relative (environ 34 000 km / h) et à la violence de cet accident hypothétique, ni à ce que cela signifiait pour Denali. Alors ils ont décidé de le déplacer.

Les ingénieurs de Spire, quant à eux, préparaient des données: ses satellites, qui recueillent les signaux GPS qui ont traversé l’atmosphère, ont des sens précis de leurs propres positions, une meilleure proprioception que ce que l’armée de l’air peut fournir depuis le sol. "Donc, quand quelqu'un nous contacte et nous dit:" Hé, il se passe un événement de type conjonction; nous sommes plus attentifs à ces satellites et commençons à télécharger des données », déclare Nick Allain, responsable de la marque chez Spire. Il en fait une routine. La société reçoit plusieurs messages de ce type chaque semaine pour ses 60 satellites.

Les satellites de Spire ne peuvent pas se propulser eux-mêmes. La collecte de données est donc la tâche la plus importante que la société puisse faire. Dans une situation désastreuse, Spire peut faire basculer les panneaux solaires d'un satellite pour modifier sa résistance, espérant ainsi le protéger du danger. («Imaginez comment un écureuil en vol vole», dit Allain.)

En évitant cette collision potentielle, cependant, c'est tombé sur Denali, qui avait des propulseurs à bord, mais ils n'ont pas été testés. Mardi 29 janvier, ils ont donc lancé le système. À leur soulagement, cela semblait fonctionner. Alors ils l'utilisèrent, tirant quatre fois, visant à soulever l'orbite de Denali d'environ 50 mètres à chaque poussée. "Si nous n'avions pas la capacité de manœuvrabilité, la situation aurait été très effrayante", a déclaré Banazadeh.

Ils ne savaient pas que c'était suffisant. Le 29 janvier, l’équipe a observé si une collision se produirait.

Peu de temps après le déjeuner, l'armée de l'air "a confirmé que l'événement était minime … après le passage en toute sécurité entre les deux satellites".

Allain, les chiffres le soutenant, semble confiant que cela aurait toujours été le cas. «Vous avez tendance à prendre en charge les gros risques avant de vous lancer», explique-t-il en cartographiant les principaux obstacles en orbite et en définissant la trajectoire d'un satellite en conséquence.

Mais avec la population croissante d’objets qui entourent la Terre et dont beaucoup ne peuvent pas se déplacer, le nombre de petits risques ne cesse de croître. Ni Spire, qui possède l’un des plus grands troupeaux privés en orbite, ni Planet, qui possède le plus grand parc actuel, n’ont installé de systèmes de propulsion sur leurs petits satellites. Les deux ont des moyens passifs de modifier leur trajectoire, bien que leur utilisation pour éviter une collision puisse nécessiter un avertissement plus avancé. Allain cite également certains inconvénients propulsifs: cela peut rendre plus difficile le suivi de ces instruments en orbite, et placer un tas de petites choses remplies de carburant sur une fusée est risqué. De plus, les petits satellites, étant plus petits et ayant une durée de vie plus courte que les satellites plus grands, ont moins de chance de s'écraser sur des objets que les objets ayant une plus grande surface et une espérance de vie plus longue.

Mais la chance n'est pas nulle. Et tout le monde ne pense pas que les systèmes passifs sont suffisants. Banazadeh, par exemple, suggère qu'il devrait exister une réglementation imposant aux satellites de disposer d'une sorte de système de propulsion ou autre système anti-collision. Construire des satellites qui peuvent aller de pair, dans cette logique, n'est pas juste pour le bien de ces satellites. C'est pour le bien commun des satellites et pour la protection de l'espace lui-même. L'espace est grand … mais pas si grand que les débris d'un accident disparaissent.


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Une lettre médiévale révèle une nonne fière qui a simulé sa mort pour s'évader du couvent


Une lettre médiévale révèle une nonne fière qui a simulé sa mort pour s'évader du couvent

Une lettre d'un archevêque d'York détaille les actions d'une religieuse qui a simulé sa propre mort pour échapper à la vie de couvent.

Crédit: University York

La nonne médiévale simule la mort pour échapper au couvent et profiter d'une vie de convoitise charnelle. Cela ressemble à la base d'un roman juteux, mais cela s'est vraiment passé au XIVe siècle en Angleterre.

L'archiviste et historienne Sarah Rees Jones a découvert l'histoire réelle en enquêtant sur les Registres des archevêques de York, qui ont enregistré les activités des archevêques de 1304 à 1405, dans le cadre d'un projet visant à rendre le contenu des documents accessible en ligne.

Dans une lettre datée de 1318 (dans les registres), l'archevêque William Melton décrit une "rumeur scandaleuse" qu'il aurait entendue, détaillant le comportement blasphématoire d'une religieuse nommée Joan au doyen de Beverley, responsable d'une région du Yorkshire distante de 40 km (64 km) à l’est de York, a déclaré Rees Jones, historien médiéval de l’Université de York et chercheur principal du projet. [Cracking Codices: 10 of the Most Mysterious Ancient Manuscripts]

La lettre demande l'aide du doyen pour retrouver Joan et lui demander de retourner dans son couvent à York, a confié Rees Jones à Live Science. "Il est copié dans les registres des archevêques, qui sont au centre de notre projet", a-t-elle ajouté.

Gary Brannan, archiviste, et Sarah Rees Jones examinent l'un des registres des archevêques de York.

Gary Brannan, archiviste, et Sarah Rees Jones examinent l'un des registres des archevêques de York.

Crédit: Université de York

Pour tenter de s'échapper, Joan a apparemment créé une sorte de double corps que les autres religieuses enterreraient comme le sien. "Je pense qu'elle a utilisé quelque chose comme un linceul et l'a rempli de terre, d'où son apparence factice", a déclaré Rees Jones. "Les gens étaient généralement enterrés dans des linceuls."

Quant à ce à quoi Joan s’échappait, décrit dans la lettre comme son "désir sexuel charnel", Rees Jones ne peut que spéculer.

"Cela peut signifier rien de plus (en termes modernes) que de jouir des plaisirs matériels de la vie dans le monde séculier (abandonner son vœu de pauvreté), ou cela peut signifier entrer dans une relation sexuelle (abandonner son vœu de chasteté)", Rees Jones a écrit dans un email à Live Science. "Nous savons que d'autres religieux [people] abandonné leurs vocations soit pour se marier ou pour prendre un héritage quelconque. "

Selon un communiqué de l'université, les registres contiendront certainement d'autres récits fascinants. Non seulement ils ont été peu étudiés, mais les registres font également le point sur les activités quotidiennes des archevêques, qui à l’époque menaient une vie assez intéressante.

"D'une part, ils ont effectué des missions diplomatiques en Europe et à Rome et côtoyaient les personnalités du Moyen Âge", a-t-elle déclaré dans un communiqué. "Cependant, ils étaient également sur le terrain en train de résoudre des conflits entre des gens ordinaires, d'inspecter des prieurés et des monastères et de corriger des moines et des nonnes égarés."

Le travail dévot aurait également été dangereux, car la peste noire balayait l’Europe à l’époque (de 1347 à 1351). Et les prêtres étaient ceux qui allaient rendre visite aux malades et administrer les derniers sacrements, a-t-elle noté.

Rees Jones et ses collègues espèrent en savoir plus sur certains des archevêques les plus fascinants, y compris Melton, qui a dirigé une armée de prêtres et de résidents ordinaires dans une bataille défendant la ville de York contre les Écossais en 1319. Un autre archevêque, Richard le Scrope a rejoint le prétendu Northern Rising contre Henry IV, pour lequel il a été exécuté en 1405. Les registres, dit Rees Jones, pourraient révéler ses motivations. [Gallery: In Search of the Grave of Richard III]

Ils pourraient même découvrir le reste de l'histoire de la religieuse évadée et savoir si elle était renvoyée au couvent.

Les registres eux-mêmes, regroupés en 16 volumes lourds, avaient ce que l’université appelait une "existence périlleuse". Les fonctionnaires de l'archevêque médiéval auraient porté les volumes de parchemins lors de ses voyages. Et après la guerre civile anglaise, dans les années 1600, ils ont été stockés à Londres, avant d’être transférés, au XVIIIe siècle, au registre diocésain de York Minster.

Le projet de mise en ligne des registres de l'Université d'York durera 33 mois en partenariat avec les Archives nationales du Royaume-Uni et avec le soutien du chapitre de York Minster.

Initialement publié sur Science en direct.

Lancer un traîneau de 80 000 livres sur un porte-avions? Sûr!


Vous pensez peut-être qu'il s'agit d'une vidéo montrant les tests du système de catapulte électromagnétique pour un porte-avions, mais vous vous trompez. Non, ceci est une vidéo d'un exemple presque parfait d'un vrai problème de devoirs de physique. Oui, c'est ce que c'est.

Tout d'abord, vous pourriez vous demander, qu'est-ce qu'une catapulte électromagnétique? Donc, vous avez ces avions qui doivent décoller d’une piste très courte. La piste doit être suffisamment courte pour tenir sur un bateau. La solution à ce problème de piste courte est la catapulte. Les catapultes traditionnelles sont essentiellement un piston géant à vapeur. La vapeur pousse ce piston qui tire l'avion jusqu'à la vitesse de décollage. La catapulte électromagnétique est la même chose, sauf qu'elle utilise des électroaimants.

Mais je ne veux pas parler de la catapulte. Je veux parler de ce traîneau utilisé pour tester la catapulte. Avant d’utiliser ce dispositif de lancement dans un avion réel, ils ont juste posé un traîneau à roues sur la catapulte avec une masse semblable à un avion réel. Ce traîneau ne peut pas voler, cependant, alors il se fait tirer par le bord du porte-avions et s'écrase dans l'eau. C'est en fait assez cool à regarder.

Alors, pourquoi est-ce un problème de physique parfait? Une fois que le traîneau a quitté le pont porteur, il n’ya plus qu’une force importante: la force de gravité s’abaissant. Cela signifie que c'est l'exemple classique du mouvement de projectile. Tout objet sur lequel la force de gravitation agit uniquement serait un problème de mouvement de projectile.

Accrochez-vous à vos sièges. Je vais le faire comme un problème de physique complet. Oui, il y aura des maths. Math est ton ami. Voici le problème.

Un traîneau de 80 000 livres est lancé à partir d'un porte-avions avec une vitesse horizontale initiale de 180 nœuds (92,6 m / s). Quelle distance parcoure-t-il avant de toucher l'eau?

Maintenant c'est un grand problème. Ça va être amusant de comprendre celui-ci. Bien sûr, la vidéo montre la valeur de la vitesse de lancement. Mais qu'en est-il de la hauteur de départ au-dessus de l'eau? Est-ce que je n'ai pas besoin de ça pour ce problème? Habituellement oui. Mais dans ce cas, il existe un autre moyen de résoudre le problème.

Parlons un peu du mouvement du projectile. La partie projectile de cette requête commence au moment où le traîneau quitte le porteur et se termine juste avant de heurter l’eau. Rappelez-vous que le pont porteur et l’eau exercent une force sur le traîneau. Cela signifie que ces forces supplémentaires gâchent le mouvement pour le rendre "pas un mouvement de projectile".

Pendant la partie projectile, cependant, deux choses doivent être vraies. La vitesse de l'objet dans la direction horizontale doit être constante. C'est constant car il n'y a pas de force horizontale pour changer cette vitesse horizontale. Pour la direction verticale, l’objet aura une accélération constante (de g = 9,8 mètres carrés par seconde) en raison de la force gravitationnelle dirigée vers le bas.

Passons maintenant à la partie vraiment intéressante sur le mouvement des projectiles. Le mouvement vertical et le mouvement horizontal de l'objet sont essentiellement indépendants. C'est comme deux problèmes de cinématiques unidimensionnels distincts qui n'ont qu'un seul point commun: le temps. Oui, le temps nécessaire pour se déplacer dans le sens vertical est identique au temps nécessaire pour se déplacer dans le sens horizontal.

Pour le mouvement vertical, l'objet accélère vers le bas de sorte que la position puisse être déterminée par l'équation cinématique suivante.

Rhett Allain

Dans cette expression, y est la position verticale finale et y0 est la position verticale de départ. Le système de coordonnées n'est pas réel, vous pouvez donc placer l'origine où vous le souhaitez. Cependant, il pourrait être judicieux de mettre le y = 0 mètre au niveau de l'eau. Cela signifie que la position finale est zéro et la position initiale est la hauteur du pont au-dessus de l'eau (ce que je ne sais pas). Le traîneau étant lancé horizontalement, la vitesse verticale de départ est de zéro mètre par seconde. C'est utile.

Qu'en est-il du mouvement horizontal? Puisque l'accélération horizontale est nulle, nous obtenons l'équation cinématique suivante.

Rhett Allain

Encore, X est la position horizontale finale (c’est ce que nous voulons trouver) et X0 est la position de départ. Je vais juste laisser la position de départ être zéro mètres. Oh, la vitesse horizontale sera la 92,6 m / s comme indiqué dans la vidéo.

Ce qui se passe ensuite, c’est que je prends l’une de ces deux équations et que je résous pour le moment. Je peux ensuite utiliser ce temps dans l'autre équation pour résoudre ce que je ne sais pas. Si j'avais la hauteur du poste de pilotage, je pourrais utiliser ce mouvement et le mouvement vertical pour trouver le temps qu'il faut pour atteindre l'eau. C'est le même temps dans le sens horizontal afin que je puisse résoudre pour la distance qu'il touche à l'eau.

Comme je n'ai pas la hauteur du poste de pilotage, je vais utiliser une autre méthode pour obtenir le temps. Je vais avoir le temps de la vidéo. La vidéo du lancement du traîneau n'est pas parfaite pour l'analyse vidéo car elle ne montre pas une belle vue latérale du mouvement. Mais je peux toujours utiliser l'analyse vidéo pour obtenir le temps nécessaire pour quitter le poste de pilotage et atterrir à l'eau.

Il existe de nombreuses options pour obtenir ce temps de projectile. Vous pouvez utiliser le lecteur sur Youtube, mais il ne compte que par secondes (pas des fractions de seconde). J'aime utiliser Tracker Video Analysis (c'est gratuit). En réalité, cela est assez simple pour un problème d’analyse vidéo. Je n'ai pas besoin de trouver l'ampleur de la vidéo, j'ai juste besoin de deux fois. En supposant que la vidéo soit diffusée en temps réel (pourquoi pas), le temps de chute libre est de 1,968 seconde.

Si je mets ce temps dans l'équation du mouvement horizontal avec une vitesse de 92,6 m / s, j'obtiens une distance horizontale de 182,2 mètres. C'est de l'ordre de deux terrains de football (un terrain de football a une longueur de 120 verges). Mais voici votre réponse.

Attendre! Il y a plus! Maintenant que j'ai le temps de la chute libre, je peux l'utiliser dans le mouvement vertical pour trouver la hauteur du poste de pilotage. En branchant mes valeurs, j'ai une hauteur de 19,98 mètres (soit 65,5 pieds).

Si cela ne vous suffit pas, voici quelques questions concernant les devoirs.

  • Également en utilisant l’analyse vidéo, j’ai trouvé que cela prenait 2,702 secondes pour que le traîneau s’accélère tout en restant sur le système de lancement. Avec une vitesse finale de 92,6 m / s, quelle est l’accélération lors du lancement? Combien de g serait-ce?
  • En supposant que le traîneau part du repos et que la longueur de la catapulte soit de 105 mètres (je l'ai mesurée), quelle est l'accélération et la vitesse finale? Cela correspond-il à la valeur de 92,6 m / s que nous avons utilisée?
  • Si le traîneau pèse 80 000 livres (comme indiqué dans la vidéo), quelle est la force nécessaire pour accélérer ce traîneau?
  • Combien d’énergie faut-il pour lancer ce traîneau? Cela équivaut à combien d'énergie des barres chocolatées?
  • Estimez la puissance requise pour lancer le traîneau.
  • Supposons que vous utilisiez un traîneau de 40 000 livres au lieu du traîneau d'origine. Si le système de lancement électromagnétique exerce la même force sur la même distance, quelle distance parcourra ce traîneau plus léger avant de toucher l'eau? Indice: c'est une excellente question.
  • Estimez la force de résistance de l'air sur le traîneau lors du lancement. Est-il raisonnable de supposer que c'est négligeable? Indice: Je ne connais pas la réponse à cette question.

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Pourquoi la NASA ne peut-elle pas profiter du sauvetage?


Pourquoi la NASA ne peut-elle pas profiter du sauvetage?

Illustration d'artiste représentant l'opportunité de la NASA à la surface de Mars, qui s'est posé sur la planète rouge en janvier 2004.

Crédit: NASA / JPL

Le rover Opportunity de Mars est mort, a annoncé la NASA hier (13 février). Une couche de poussière recouvrait probablement ses panneaux solaires, l'empêchant de se reprendre après une tempête de poussière de 2018 assombrissante sur la planète rouge.

Mais pourquoi la NASA ne pourrait-elle pas lancer une mission de sauvetage pour la remettre en marche? Après tout, Opportunity n’a pas été le premier rover à se rendre sur Mars, et ce ne sera pas le dernier. C'est juste le plus dur. Au cours de ses 14 années de voyage époustouflantes, rendues possibles par les vents martiens qui nettoyaient périodiquement ses panneaux solaires, il a parcouru une distance impressionnante de 40 km sur la planète.

Le candidat le plus évident pour sauver Opportunity est le rover Curiosity, son plus jeune frère plus jeune, à propulsion nucléaire. Pourquoi ne pas prendre un peu de temps du travail de Curiosity et l’envoyer pour voir ce qui ne va pas avec Opportunity et s’il pourrait être corrigé? [Voyager to Mars Rover: NASA’s 10 Greatest Innovations]

Le rover Opportunity Mars de la NASA a pris cette image de ses propres traces sur le bord du cratère Endeavour en juin 2017.

Le rover Opportunity Mars de la NASA a pris cette image de ses propres traces sur le bord du cratère Endeavour en juin 2017.

Crédit: NASA / JPL-Caltech / Cornell / Université d'État de l'Arizona

Le premier problème, malheureusement, est la distance. Selon la carte Mars de la NASA, les sites Curiosity et Opportunity sont distants d'environ 8 200 km (8 400 km). La curiosité est un peu plus rapide que l'opportunité, mais même dans ce cas, le jeune sprite prendrait trop de temps à couvrir ce terrain. Pour naviguer sur le terrain martien, ces rovers requièrent un guidage constant de la Terre. Combiné au long délai entre la transmission du message et la réception, même une randonnée de quelques pieds peut prendre des jours.

Le deuxième problème est que Curiosity est un explorateur, pas un robot de réparation. Ce serait un défi de taille que de réutiliser ses instruments embarqués pour éliminer la poussière des panneaux solaires d’Opportunity. Et rien ne garantit que tout ce qui ne va pas avec le rover assis en silence dans le froid et l'obscurité martiennes.

Un selfie du rover Mars Curiosity. Malheureusement, le copain de Opportunity ne peut pas venir à son secours.

Un selfie du rover Mars Curiosity. Malheureusement, le copain de Opportunity ne peut pas venir à son secours.

Crédit: NASA / JPL-Caltech / MSSS

Le problème final est le temps. Même si Curiosity pouvait prendre un train express pour aller chez Opportunity, l'hiver Martian s'installait et les conditions ne feraient qu'aggraver les dommages qui pourraient en résulter, maintenant qu'il n'est plus en mesure de se tenir chaud.

Donc, l'opportunité est toast. Mais qui sait, peut-être que les humains sur Mars le trouveront un jour et parviendront à le rallumer.

Publié à l'origine sur Science en direct.