Bioničko oko značajno poboljšava vid, sukus je dvije i pol godine dugog istraživanja Centra za istraživanje oka Australije (CERA) i Instituta za bioniku. Nalazi, objavljeni u časopisu Scinece Ophthalmology, pokazuju da je bioničko oko druge generacije tvrtke Bionic Vision Technologies omogućilo brza poboljšanja kod četiri pacijenta sa sljepoćom uzrokovanom retinitis pigmentosom. nasljednom bolesti mrežnice koja pogađa oko dva milijuna ljudi diljem svijeta i jedan je od vodećih uzroka gubitka vida u radno sposobnih ljudi.

Bioničko oko sastoji se od niza elektroda, kirurški ugrađenih iza oka, koje primaju signale iz video kamere na naočalama. Kamera pretvara slike u električne impulse koji aktiviraju stanice mrežnice i stvaraju bljeskove svjetlosti, fosfene, i pomažu slijepim pacijentima da lociraju vrata, izbjegnu prepreke i pronađu predmete na stolovima.

Bioničko oko nadopunilo je upotrebu dugog štapa i psa vodiča, omogućilo sigurnu navigaciju oko ljudi i prepreka te otkrivanje orijentacijskih točaka poput drveća i rasvjetnih stupova duž navigacijskih ruta. Dapače, pacijenti su mogli locirati supružnika u kafiću i detektirati ljude koji se kreću na željezničkom kolodvoru, što ne bi ne bi mogli učiniti bez korištenja svog bioničkog oka, stoji u studiji.

AI majice i pametne pilule kao Fitbit za crijeva

Znanstvenici Sveučilišta u Južnoj Kaliforniji razvili su AI sustav za nadzor sićušnih uređaja koji prate markere bolesti u crijevima. Ovi uređaji, opisani u časopisu Cell Reports Physical Science, pomažu rizičnim pojedincima da prate zdravlje svog gastrointestinalnog trakta kod kuće, bez potrebe za invazivnim testovima u bolnicama. 

Sustav uključuje nosivu zavojnicu koju korisnik može sakriti ispod majice ili druge odjeće. Ova zavojnica stvara magnetsko polje u interakciji sa senzorima ugrađenim u pilulu. AI analizira signale koje pilula prima, točno određujući gdje se uređaj nalazi u crijevima unutar manje od nekoliko milimetara. Uz to, sustav putem optičkih membrana uređaja za senzor plina prati koncentracije amonijaka povezane s čirevima i rakom želuca.

Tehnologija bi se, kažu istraživači, mogla iskoristiti i za otkrivanje crijevne upale uzrokovane Crohnovom bolešću i isporuku lijekova upravo u te regije.

Robot smetlar oponaša ljudski osjet dodira

Današnji inteligentni roboti mogu točno prepoznati mnoge objekte putem vida i dodira. Taktilne informacije dobivene putem senzora i algoritmi strojnog učenja omogućuju robotima prepoznavanje objekata kojima su prethodno rukovali. Međutim, problemi nastaju kad se robotima predoče različiti objekti sličnih veličine i oblika ili pak istovrsni predmeti različitih oblika i veličina. Istraživači kineskog Sveučilišta Tsinghua uhvatili su se u koštac s ovim problemom i rezultate predstavili u časopisu Applied Physics Reviews.

Izradili su slojeviti senzor čija površina detektira materijale, dno mu je osjetljivo na pritisak, a porozni srednji sloj na toplinske promjene.  Senzor su potom uparili s učinkovitim algoritmom kaskadne klasifikacije koji isključuje tipove objekata redom od lakih do teških. Njihov inteligentni robotski taktilni sustav za sortiranje smeća vješto je skupljao prazne kutije, ostatke kruha, plastične vrećice i boce, salvete, spužve, narančine kore i lijekove kojima je istekao rok trajanja te ih razvrstao u spremnike uz točnost klasifikacije od 98,85%. 

Kineski 3DAE-skin

Inspirirani ljudskom kožom, drugi robotičari gorespomenutog Sveučilišta Tsinghua razvili su pak trodimenzionalno projektiranu elektroničku kožu s komponentama za osjet sile i naprezanja raspoređenim u 3D rasporedu koji oponaša Merkelove stanice i Ruffinijeve završetke u ljudskoj koži. 3DAE-skin, opisan u časopisu Science, pokazuje izvrsne performanse razdvojenog senzora normalne i posmične sile te naprezanja. 

Uz pomoć umjetne inteligencije razvili su taktilni sustav za istovremeno mjerenje modula/zakrivljenosti objekta dodirom, a njegove sposobnosti provjerene su na prepoznavanju voća, kruha i kolača različitih oblika i stupnjeva svježine. Osim za procjenu svježine proizvoda, ovi robotski prsti mogli bi se koristiti u biomedicinskoj dijagnostici, protetičkim sustavima i u izradi humanoidnih robota, humanoidnim robotima, kažu istraživači.

Ako ruke zamijenimo alatima, i dalje ih osjećamo kao dio nas

Neki kažu da će sljedeći korak u ljudskoj evoluciji biti integracija tehnologije i tijela. A da bi se naša biologija neprimjetno stopila s alatima, moramo osjećati da su alati dio našeg tijela, zaključili su kognitivni neuroznanstvenici rimskog Sveučilišta Sapienza i Zaklade IRCCS nakon istraživanja  predstavljenog u časopisu iScience.  

Prethodne studije pokazale su da korištenje alata izaziva plastične promjene u ljudskom mozgu, kao i korištenje antropomorfnih protetičkih udova. Međutim, ostalo je otvoreno pitanje mogu li ljudi utjeloviti bioničke alate ili proteze koje ne nalikuju ljudskoj anatomiji. Stoga su talijanski istraživači proveli niz eksperimenata na zdravim sudionicima. U okruženju virtualne stvarnosti sudionici su imali ili ruku nalik ljudskoj ili "bionički alat" nalik velikoj pinceti na zapešću.

Testovi motoričkih sposobnosti i spretnosti pokazali su da su sudionici bili brži i točniji kad su koristili ruke s pincetom, a do sličnih rezultata došli su i takozvane međumodalne podudarnosti kojima su uspoređena implicitna i nesvjesna utjelovljenja virtualne ruke i bioničkog alata. Istraživači nagađaju da je to zbog relativne jednostavnosti pinceta u usporedbi s ljudskom rukom, što bi mozgu moglo olakšati računanje i prihvaćanje.

Indijski startup ispisao raketni motor u samo 72 sata

Raketa s prvim u jednom komadu 3D ispisanim raketnim motorom poletjela je s istočne obale Indije krajem svibnja, a ovih dana iscurile su i pojedinosti tog pothvata. Startup Agnikul izradio je motor za samo 72 sata i vjeruje da bi njihova metoda mogla omogućiti lansiranju raketa "na zahtjev". Tvrtka sa sjedištem u Chennaiju dakako nije jedina koja koristi 3D ispis jer ovu tehnologiju već koriste i Relativity Space i Rocket Lab. Agnikul se izdvaja po tome što motor printa u jednom potezu, a ne komponentu po komponentu koje se onda moraju spajati.

Agnikul je ispisao motor od inconela, visokoučinkovite legure nikla i kroma koja može izdržati visoke temperature i mehanička opterećenja. Stroj također automatski šalje izvještaj koje detaljno opisuje sva odstupanja tijekom ispisa.

Prvi komercijalni proizvod tvrtke bit će dvostupanjska raketa Agnibaan. Bit će visoka 18 metara, imat će ukupno osam motora i moći će ponijeti 300 kilograma tereta na visinu od oko 700 km. Za usporedbu, lansirna raketa korištena u svibanjskom testu bila je visoka samo šest metara i imala je samo jedan motor, što ju je činilo ekvivalentnom drugom stupnju Agnibaana.

Prekidač topline za mjesečeve rovere

Izrada i rad lunarnih rovera koštaju milijune dolara, ali mjesečeve temperature ograničavaju njihov životni vijek. Buduće površinske misije zahtijevaju inovativna rješenja kontrole topline, a jedno od takvih svakako je "uređaj s toplinskim prekidačem" koji bi mogao produljiti životni vijek vozila za istraživanje Mjeseca u ekstremnom okruženju. Tehnologija koja omogućuje rasipanje topline tijekom dana i izolaciju tijekom noći rezultat je suradnje Sveučilišta Nagoya i Japanske agencije za istraživanje svemira JAXA.

Uređaj kombinira kružnu toplinsku cijev (LHP) s elektrohidrodinamičkom pumpom (EDH) kako bi pružio uravnoteženo rješenje za kontrolu topline u surovom lunarnom okruženju.  EHD i LHP rade zajedno kako bi aktivirali prekidač. Tijekom dana uređaj aktivno odvodi toplinu koju stvara električna oprema, a noću se tehnika automatski izolira, štiteći elektroniku od ekstremne hladnoće.

Kad se uređaj zagrijava zbog električne opreme ili drugih uzroka, tekuće rashladno sredstvo unutar isparava i apsorbira višak topline. Ta se para prenosi preko LHP-a do hladnjaka odakle se ova zrači. Kako para u hladnjaku gubi toplinu, kondenzira se u tekućinu i vraća u isparivač putem kapilarnih sila, dovršavajući ciklus. Noću se EHD pumpa aktivira i dodaje tlak u suprotnom smjeru od protoka LHP. To zaustavlja prolaz rashladnog sredstva unutar LHP-a, ograničavajući razmjenu topline s okolinom. 

Prvi metalni 3D ispis na svemirskoj postaji

Jedna mala s-krivulja pohranjena u tekućem nehrđajućem čeliku jednaka je golemom koraku naprijed za proizvodnju u orbiti: u ESA-inom laboratorijskom modulu Columbus na Međunarodnoj svemirskoj postaji obavljen je prvi metalni 3D ispis. U ovom projektu sudjelovali su i Airbus Defence and Space SAS, te Centar za korisničku podršku CADMOS u Francuskoj iz kojeg se operacije ispisa nadziru sa zemlje. 

Metalni 3D pisač temelji se na žici od nehrđajućeg čelika koja se dovodi u područje ispisa gdje je zagrijava laser velike snage, oko milijun puta jači od standardnog laserskog pokazivača. Proces ispisa u potpunosti se nadzire sa zemlje. Sve što posada na brodu treba učiniti je otvoriti ventil za dušik i ventilaciju prije početka ispisa. Iz sigurnosnih razloga, pisač radi unutar potpuno zatvorene kutije, sprečavajući tako izlazak suvišne topline ili para.

Ovo je dio projekta stvaranja kružne svemirske ekonomije recikliranjem materijala u orbiti i prenamjenom starih satelita u nove alate ili strukture. Operativna verzija ovog metalnog 3D pisača eliminirala bi potrebu za slanjem alata raketom i omogućila astronautima ispis potrebnih dijelova u orbiti.

Drugi život solarnih panela

Tehnologije za recikliranje glavnih komponenti solarnih panela kao što su silicij, srebro i aluminij već postoje, ali one uključuju visoko reaktivnu dušičnu kiselinu i stvaraju toksični otpad koji je teško zbrinuti. No sad su se istraživači Sveučilišta u Wuhanu i Sjeveroistočnog sveučilišta u Kini dosjetili novog, energetski učinkovitog načina sigurnog i ekološki prihvatljivog recikliranja panela. Oni su naime dušičnu kiselinu i druge kemikalije za otapanje visokovrijednih komponenti zamijenili rastaljenom mješavinom natrijevog i kalijevog hidroksida (NaOH/KOH), vrlo reaktivnom sa svakom komponentom s kojom dođe u kontakt. 

Postupkom filtracije, opisanim u časopisu Nature Sustainability, može se koncentrirati 99 posto srebra čak i ako se sloj srebrovog nitrida može obnoviti kao cjelina. Aluminijska podloga također se može ukloniti u alkalnoj otopini na bazi vode, ostavljajući čistu silikonsku pločicu. Elementi poput kositra, bakra i olova koji se koriste u lemljenju oksidiraju na zraku i mogu se obnoviti u otopini natrijevog hidroksida, a olovo i kositar mogu se odvojiti galvanizacijom. Smjesa se može koncentrirati i ponovno upotrijebiti za drugu rundu recikliranja, a otpadni proizvodi iz cijelog procesa su neotrovni natrijev silikat i natrijev aluminat. 

Autonomni navigacijski robot s nogama na kotačima

Istraživači Robotic Systems Laba pri iz ETH Zurich nedavno su predstavili robota koji kombinira kretanje nogu i kotača. Robot, opisan u časopisu Science Robotics, koristi različite tehnike učenja koje mu omogućuju nesmetan prijelaz između načina vožnje i hodanja i prilagodbu različitim terenima.

Robotski sustav nadograđuje se na prethodnog CERBERUS robota i krasi ga pojednostavljeni dizajn i napredniji navigacijski sustav pokretan umjetnom inteligencijom. Kontroler temeljen na neuronskoj mreži obrađuje različite vrste ulaza i nove navigacijske planove stvara unutar milisekundi. To robotu omogućava da učinkovito kombinira prednosti konvencionalnih robota na kotačima i onih s nogama.

Spužva od drvenog ugljena upija CO₂ iz zraka

Istraživači Sveučilišta u Cambridgeu upotrijebili su metodu sličnu punjenju baterije kako bi umjesto toga napunili aktivni ugljen koji se često koristi u kućnim filtrima za vodu. Puneći "spužvu" od ugljena ionima koji stvaraju reverzibilne veze s ugljičnim dioksidom, istraživači su otkrili da nabijeni materijal može uspješno uhvatiti CO₂ izravno iz zraka. Takva, nabijena spužva od drvenog ugljena zahtjeva mnogo niže temperature za uklanjanje i pohranu uhvaćenog CO₂, pokazali su rezultati objavljeni u časopisu Nature.

Za prikupljanje CO₂ iz drvenog ugljena, materijal se zagrijava kako bi se preokrenule veze hidroksid-CO2. Nabijene spužve od drvenog ugljena zahtijevaju zagrijavanje na samo 90 do 100°C, a materijal se zagrijava iznutra prema van, što proces čini bržim i manje energetski intenzivnim.

Računalni vid za brži pregled materijala

Povećanje performansi solarnih ćelija, tranzistora, LED-ica i baterija zahtijeva bolje elektroničke materijale, izrađene od novih sastava koje tek treba otkriti. Kako bi ubrzali potragu za naprednim funkcionalnim materijalima, znanstvenici koriste AI alate za prepoznavanje obećavajućih materijala iz stotina milijuna kemijskih formulacija. 

U tome će im pomoći i računalni vid za karakterizaciju novosintetiziranih elektroničkih materijala, razvijen na MIT-u. Tehnika, predstavljena u časopisu Nature Communications, automatski analizira slike ispisanih uzoraka poluvodiča i brzo procjenjuje razmak i stabilnost, dva ključna elektronička svojstva svakog uzorka. Štoviše, ova tehnika točno karakterizira elektroničke materijale 85 puta brže nego standardni pristupi.

To čini uz pomoć dva algoritma. Prvi obrađuje vizualne podataka iz vrlo detaljnih, hiperspektralnih slika koje umjesto tri RGB kanala, crvenog, zelenog i plavog, ima 300 kanala. Algoritam uzima te podatke, transformira ih i izračunava razmak pojasa. Drugi algoritam analizira standardne RGB slike i procjenjuje stabilnost materijala na temelju vizualnih promjena u boji materijala.