Ovo bi mogla biti doista velika vijest za sve one koji strahuju od zime, hladnih dana i boleštima koje dolaze s njima, a iz nekog razloga preziru cjepiva i užasavaju se lijekova. Naime, istraživači Brigham and Women's Hospitala razvili su Pathogen Capture and Neutralizing Spray (PCANS), sprej za nos koji blokira širok raspon respiratornih infekcija hvatanjem i neutraliziranjem patogena u nosu. U laboratorijskim ispitivanjima i ispitivanjima na životinjama, sprej širokog spektra, opisan u časopisu Advanced Materials, učinkovito je spriječio infekciju, a potvrdi li se njegova djelotvornost i kod ljudi, mogao bi pružiti široku zaštitu od respiratornih infekcija uključujući kovid, gripu, viroze i bakterijske upale pluće.

PCANS je razvijen korištenjem sastojaka iz FDA baze podataka o neaktivnim sastojcima (IID) koji su se već koristili u odobrenim sprejevima za nos. Formulacija bez lijekova koristi ove spojeve za blokiranje klica na tri načina: PCANS tvori matricu sličnu gelu koja hvata respiratorne kapljice, imobilizira klice i učinkovito ih neutralizira, sprečavajući infekciju, objašnjavaju istraživači.

Materijali inspirirani mozgom revolucioniraju računalstvo

Svaki električni signal koji se širi u metalnom vodiču gubi amplitudu zbog prirodnog otpora metala, a ova ograničenja dizajna utječu na performanse trenutnih čipova. Nadahnuti procesima koji se događaju u mozgu, istraživači Sveučilišta Texas A&M, Sandia National Laba u Livermoreu i Sveučilišta Stanford dizajnirali su novu klasu materijala koja oponaša ponašanje aksona spontanim širenjem električnog signala. Njihova studija, objavljena u časopisu Nature, mogla bi, kažu, usmjeriti budući razvoj računalstva i umjetne inteligencije.  

Aksoni su, objašnjavaju istraživači, komunikacijska magistrala. Oni prenose signale od jednog neurona do susjednog neurona. I dok su neuroni odgovorni za obradu signala, aksoni su poput optičkih kabela koji prenose signale od jednog neurona do susjednog. Poput aksona, materijali otkriveni u ovoj studiji postoje u početnom stanju, što im omogućuje spontano pojačavanje impulsa napona dok prolazi niz akson. Istraživači su iskoristili prednosti elektroničkog faznog prijelaza u lantan kobalt oksidu koji zagrijavanjem postaje sve više električki vodljiv. To svojstvo stupa u interakciju s malim količinama topline koja se stvara dok signal prolazi kroz materijal, što rezultira pozitivnom povratnom spregom.

AR zaslon koji stane u naočale

Proširena stvarnost puno je više od novog načina igranja videoigara; AR bi tako mogao potpuno transformirati kirurgiju i samovozeće automobile. A kako bi se tehnologija lakše integrirala u uobičajene osobne uređaje, istraživači Sveučilišta Zhejiang u Hangzhou kombinirali su dvije optičke tehnologije u jedan AR zaslon visoke rezolucije. U prototipu naočala, predstavljenom u časopisu ACS Photonics, oni su metapovršinu i refraktivnu leću kombinirali s microLED zaslonom kako bi stvorili kompaktan, hibridni AR dizajn s jednom lećom.

Kako bi dodatno poboljšali rezoluciju projicirane slike, istraživači su koristili računalne algoritme za prepoznavanje manjih nedostataka u optičkom sustavu i ispravljanje ih prije nego što svjetlost napusti microLED. Projicirane slike iz hibridnog sustava s jednom lećom imaju manje od 2% izobličenja u vidnom polju od 30°, što je kvaliteta slike na razini trenutnih AR platformi s četiri leće. Istraživači tvrde da bi se njihovo rješenje mogla proširiti od zelene do pune boje i omogućiti novu generaciju AR naočala.

Pametni telefon mjeri krvni tlak dodirom

Visoki krvni tlak, hipertenzija, povećava rizik od zdravstvenih problema kao što su zatajenje srca ili bubrega, ali često ostaje nedijagnosticiran. Nova aplikacija Sveučilišta u Pittsburghu može daljinski procijeniti tlak u arterijama osobe i prenijeti informacije o zdravlju bez potrebe za posebnom opremom. Aplikacija uzima različita očitanja s akcelerometra, kamere i senzora za dodir, ugrađenih u moderne pametne telefone. Rezultati projekta objavljeni su u časopisu Scientific Reports.  

"Zbog gravitacije dolazi do promjene hidrostatskog tlaka u vašem palcu kad ruke podignete iznad srca, a uz pomoć akcelerometra telefona to možete pretvoriti u relativnu promjenu tlaka", objašnjavaju istraživači. Uparujući ovaj pokret s manevrima palca na pametnom telefonu, uspjeli su izračunati pulsni tlak, odnosno razliku između gornjeg, sistoličkog, i donjeg, dijastoličkog broja; na primjer, osoba s krvnim tlakom 120/80 ima pulsni tlak 40. 

"Razvoj uređaja za mjerenje krvnog tlaka koji ne zahtijeva nikakvu vanjsku kalibraciju je sveti gral jer takav uređaj trenutno ne postoji. Ovo rješenje je važan iskorak", vjeruju istraživači. "Ova bi aplikacija mogla biti stvarno korisna ljudima koji nemaju pristup alatima za mjerenje krvnog tlaka." 

Umjetna inteligencija otkriva dijabetes iz glasa

Prethodno nedijagnosticirani slučajevi dijabetesa tipa 2 mogu se otkriti uz pomoć analize nečijeg glasa, pokazalo je istraživanje objavljeno u časopisu BMC Public Health i predstavljeno na sastanku Europskog udruženja za proučavanje dijabetesa (EASD) u Madridu. Nova metoda probira, osmišljena u Luksemburškom institutu za zdravlje, koristi 25 sekundi ljudskog glasa i kombinirao ih s osnovnim zdravstvenim podacima uključujući dob, spol, indeks tjelesne mase i status hipertenzije. Na temelju kojih AI model otkriva dijabetes sa 66% točnosti kod žena i 71% točnosti kod muškaraca. Model je bio još bolji kod žena starijih od 60 godina i kod osoba s hipertenzijom. Sljedeći korak bit će otkrivanje slučajeva dijabetesa tipa 2 u ranom stadiju i stanje predijabetesa, kažu istraživači.

Automatsko prepoznavanje Parkinsona

Pametni telefoni i virtualni pomoćnici koriste automatsko prepoznavanje govora kako bi stvorili značenje iz vokalizacije i korisnicima omogućili da diktiraju poruke bez upotrebe ruku, neprimjetno sudjeluju u virtualnim sastancima i jasno komuniciraju s prijateljima i članovima obitelji. No, tehnologija prepoznavanja glasa ne radi dobro za svakoga; osobito ne za osobe s neuromotornim poremećajima poput Parkinsonove bolesti koji mogu uzrokovati niz napetih, nejasnih ili nekoordiniranih govornih obrazaca, takozvanih dizartrija.

Tom su problemu doskočili istraživači okupljeni oko Projekta pristupačnosti govora, inicijative pokrenute na Sveučilištu Illinois Urbana-Champaign. Njihov uređaj za automatsko prepoznavanje govora preslušao je 151 sat snimaka osoba s govornim poteškoćama povezanim s Parkinsonovom bolešću, a njihov model transkribirao je novi skup podataka s 30% većom točnošću od kontrolnog modela. Studija je objavljena u časopisu Journal of Speech, Language, and Hearing Research,   a snimke govora korištene u studiji besplatno su dostupne istraživačima, neprofitnim organizacijama i tvrtkama koje žele poboljšati svoje uređaje za prepoznavanje glasa.

Tkanina inspirirana lignjom za odjeću s kontroliranom temperaturom

Pretoplo vam je u jakni, prehladno bez nje? Nadahnuti dinamičnim svojstvima kože lignje koja mijenja boju, istraživači Kalifornijskog sveučilišta u Irvineu razvili su metodu izrade prozračnog i perivog materijala koji mijenja toplinska svojstva. No, dok koža lignje zahvaljujući kromatoforima prenosi i reflektira vidljivu svjetlost, njihov kompozitni materijal, opisan u časopisu APL Bioengineering, radi u infracrvenom spektru. Kako se ljudi zagrijavaju, emitiraju dio svoje topline kao nevidljivo, infracrveno zračenje; odjeća se prilagođava se ovoj emisiji i prilagođava željenoj temperaturi korisnika. Materijal se sastoji od polimera prekrivenog bakrenim otočićima koji svojim rastezanjem mijenjaju način na koji se prenosi i odbija infracrveno svjetlo. 

"Naš napredni kompozitni materijal može biti posebno prikladan za izradu odjeće za hladno vrijeme: skijaške jakne, termo čarape, rukavice i zimske kape", kažu istraživači koji isti princip žele primijeniti za izradu perive organske elektronike, rastezljivog e-tekstila i triboelektričnih materijala koji skupljaju energiju.

Gašenje žeđi maglom

U istraživanju, objavljenom u časopisu Chinese Journal of Polymer Science, znanstvenici Pekinškog instituta za grafičku komunikaciju i Sveučilišta Beihang predstavili su dvolančanu pređu s izmjeničnim hidrofobnim i hidrofilnim svojstva. Ova pređa, nadahnuta paukovom svilom i načinom na koji vodu skupljaju pustinjski kornjaši, osmišljena je za visokoučinkovito skupljanje magle. Kombinacija hidrofobnog hvatanja vode i hidrofilnog transporta vode pokazala se daleko učinkovitijom od korištenja homogenih niti. Skalabilan i učinkovit dizajn pređe čini je idealnom za korištenje u područjima s maglom, nudeći pouzdan izvor slatke vode. Ovo rješenje, kažu, ujedno utire put budućim inovacijama u tehnologijama skupljanja atmosferske vode širom svijeta.

Ručni skener za otkrivanje bolesti

Fotoakustična tomografija koristi laserski generirane ultrazvučne valove za vizualizaciju suptilnih promjena u venama i arterijama veličine manje od milimetra do 15 mm dubine u ljudskim tkivima. Međutim, postojeća PAT tehnologija prespora je za izradu dovoljno kvalitetnih 3D slika; tijekom skeniranja pacijenti moraju biti potpuno nepomični, što znači da svaki pokret tijekom sporijeg skeniranja može zamutiti slika i ne jamči klinički korisne slike. No, sad su istraživači UCL-a razvili ručni skener koji za nekoliko sekundi generira vrlo detaljne 3D fotoakustične slike.

Studija, objavljena u časopisu Nature Biomedical Engineering, pokazuje da bi ovo tehnološko rješenje liječnicima moglo isporučiti slike fotoakustične tomografije (PAT) u stvarnom vremenu i ponuditi im točne slike zamršenog krvožilnog sustava. Rezultati su dojmljivi: upalni artritis zahtijeva skeniranje svih 20 zglobova prstiju na obje ruke; i dok starijim PAT skenerima za to treba gotovo sat vremena, s novim skenerom posao je gotov za nekoliko minuta.

Novi skener, kažu, mogao bi pomoći u dijagnosticiranju raka, kardiovaskularnih bolesti i artritisa te otkrivanju perifernih vaskularnih bolesti (PVD), komplikacije dijabetesa čiji se  rani znakovi promjena u sitnim krvnim žilama ne mogu vidjeti korištenjem konvencionalnih tehnika snimanja kao što je MRI skeniranje. Time bi se, kažu, izbjeglo loše zacjeljivanje rana i amputacija

Prva ultramala solid-state baterija za nosive uređaje

Samsung Electro-Mechanics ozbiljno računa na solid-state baterije za nosive uređaje i dosad je prijavio više od 40 patenata povezanih s ovom tehnologijom. The Korea Times javlja kako je tvrtka nedavno razvila i prvu ultra-malu bateriju s čvrstim elektrolitom na bazi oksida, namijenjenu za nosive uređaje. Unatoč kompaktnoj veličini, baterija se može pohvaliti gustoćom energije od 200 watt-sati po litri, što je usporedivo s većim litij-ionskim baterijama.

Nova baterija, kažu, prevladava ograničenja veličine i navodno se može proizvoditi u veličinama od milimetara do centimetara i prilagođavati specifikacijama kupaca. U Samsungu kažu da bi mogli razviti minijaturiziranu bateriju iskorištavanjem svoje tehnologije proizvodnje višeslojnih keramičkih kondenzatora koja naizmjenično ispisuje i slaže tanke slojeve materijala. Ovaj proces sprečava probleme s gužvanjem uočene kod konvencionalnih litij-ionskih baterija i omogućuje minimalnu promjenu volumena tijekom punjenja, eliminirajući potrebu za dodatnim prostorom.

MRI mozga kodiran u DNK 

Uvođenjem inovativne sheme kodiranja nazvane "DNK paleta", znanstvenici Centra za sintetičku biologiju Sveučilišta u Tianjinu su uz pomoć kolega iz bolnice Tianjin Huanhu postigli veliki napredak u pohrani podataka temeljenoj na DNK. Nova metoda, opisana u časopisu National Science Review, omogućava kodiranje magnetskom rezonancijom prikupljenih podataka o mozgu u DNK, nakon čega slijedi dekodiranje bez gubitaka i 3D rekonstrukcija slikovnih podataka. 

Istraživači su uspješno kodirao 11,28 megabajta MRI podataka mozga u približno 250.000 DNK sekvenci, postigavši ​​impresivnu gustoću podataka od 2,39 bita po bazi. DNK paleta posebno je dizajnirana za prilagođavanje jedinstvenim karakteristikama MRI podataka, s visokom neto gustoćom informacija, širokom primjenjivošću i mogućnostima oporavka podataka uz nisku pokrivenost sekvenciranjem. Kodirani oligomeri pohranjeni su u obliku suhog praha, težine samo 3 mikrograma, i podržavaju više od 300 očitavanja prema trenutnim tehničkim standardima. 

'Poopcopter': AI dron koji skuplja pseći izmet

Inovator Caleb Olson dizajnirao je dron stvoren za učinkovito čišćenje nereda koji iza sebe ostavljaju psi. Njegov "Poopcopter" može se uz pomoć usmjeriti na mjesto gdje se nalazi pseći izmet koji će počistiti zahvaljujući sustavu za prikupljanje otpada. Umjesto složene robotske ruke, Poopcopter koristi spremnik u obliku zvona sa zupčanicima koji se otvaraju i zatvaraju tijekom rotacije. Riječ je o, kaže njegov tvorac, "prvom samonavođenom sustavu za uklanjanje izmeta iz zraka koji koristi bespilotnu letjelicu, 3D ispisan mehanizam za sakupljanje i nešto strojnog učenja".

"Poopcopter" koristi računalni vid i algoritme strojnog učenja u stvarnom vremenu za skeniranje unaprijed određenog područja, poput dvorišta. Sustav temeljen na oblaku prima snimke s kamere ugrađene u dron, pregledava ih i traži izmet u okolini. Nakon što ga identificira, dron pokušava precizno sletjeti blizu smeća uz pomoć nekoliko modela strojnog učenja koji mu omogućuju precizno pozicioniranje.

Kapica mjeri aktivnost mozga bez sedacije

Kad ih testiraju na kronične bolove uzrokovane uobičajenim stanjima poput osteoartritisa, budne mačke imaju tendenciju otresati i žvakati žičane elektrode postavljene na njihove glave kako bi proizvele elektroencefalograme (EEG). Kako bi se to spriječilo, mačke se obično sediraju tijekom postupka. No sad su veterinari Sveučilišta u Montréalu pronašli način za skeniranje mozga mačaka dok su budne, koristeći elektrode skrivene ispod posebno pletenih vunenih kapica.

Detalji testiranja 11 odraslih mačaka s osteoartritisom objavljeni su u časopisu Journal of Neuroscience Methods. Nakon što su procijenili njihov stres i bol putem podražaja koji prolaze kroz elektrode, znanstvenici su zatim mačke izložili umirujućim podražajima poput svjetala u boji i ugodnih mirisa kojima su olakšali njihovu patnju.

Studija, kažu, otvara nove puteve za istraživanje kronične boli kod mačaka i njezine potencijalne modulacije kroz senzorne intervencije. Istraživači sad žele uspostaviti protokol koji bi se automatiziralo otkrivanje kronične boli. Uz to, u suradnji s ekspertima za računalnu psihijatriju testirat će sinkronicitet cerebralnih valova između mačaka i pasa i njihovih vlasnika.