Elektronički mozgovi, solarni mikroboti, automobili s očima i umjetni zubi koji čuju

Da bi protetski zubi mogli biti izvrsna slušna pomagala, samo je jedan od zaključaka do kojih su ovih dana došli svjetski znanstvenici

Mladen Smrekar subota, 1. listopada 2022. u 06:00

Konvencionalne tehnike otkrivanja komponenti litij-ionskih baterija oduzimaju puno vremena zbog potrebe za eksperimentiranjem s mnogim materijalima i mogu potrajati godinama. No, sad bi se taj proces mogao ubrzati zahvaljujući rješenju istraživača Sveučilišta Carnegie Mellon koji su robote spojili s umjetnom inteligencijom kako bi otkrili optimizirane komponente baterije. Metoda predstavljena časopisu Nature Communications trebala bi ubrzati razvoj funkcionalnijih punjivih baterija koje se brže pune i imaju dulji vijek trajanja.

Kombinacija robotike i umjetne inteligencije mogla bi pomoći da izradimo litij-ionske baterije koje se brže pune i dulje traju
Kombinacija robotike i umjetne inteligencije mogla bi pomoći da izradimo litij-ionske baterije koje se brže pune i dulje traju

Platformu nazvanu Clio oni su kombinirali je s umjetnom inteligencijom kojoj su nadjenuli ime Dragonfly. Koristeći ove alate, oni su pokazali da je sustav u stanju autonomno identificirati visoko vodljive nevodene formulacije elektrolita litij-ionske baterije u dva radna dana. Ovaj pristup omogućuje šest puta brže otkrivanje elektrolita u usporedbi s nasumičnim pretraživanjem. 

Nježni roboti

Istraživači MIT-ovog Laboratorija za računalne znanosti i umjetnu inteligenciju (CSAIL)   su u suradnji s Toyotinim istraživačkim institutom dizajnirali robota koji može hvatiti alate i primijeniti odgovarajuću količinu sile za određeni zadatak, poput brisanja tekućine ili ispisivanja riječi olovkom.

Sustav Series Elastic End Effectors (SEED) koristi mekane hvataljke s mjehurićima i ugrađene kamere za mapiranje kako se hvataljke deformiraju u šestdimenzionalnom prostoru i primjenjuju silu na alat. Koristeći šest stupnjeva slobode, objekt se može pomicati lijevo i desno, gore ili dolje, naprijed i natrag, kotrljati, nagibati i skretati.

Kontroler zatvorene petlje — samoregulirajući sustav koji održava željeno stanje bez ljudske interakcije — koristi SEED i vizualno taktilnu povratnu informaciju za prilagodbu položaja ruke robota kako bi se primijenila željena sila.

Elektronički mozgovi za solarne mikrobote

Istraživači sa Sveučilišta Cornell instalirali su elektroničke "mozgove" na robote na solarni pogon veličine 100 do 250 mikrometara, što je manje od mravlje glave, kako bi mogli samostalno hodati. To utire put novoj generaciji mikroskopskih uređaja koji mogu pratiti bakterije, nanjušiti kemikalije, uništiti zagađivače, obaviti mikrokirurški zahvat i očistiti plak iz arterija.

Ovi "mikroskopski roboti s onboard digitalnom kontrolom", opisani u časopisu Science Robotics. otprilike 10.000 puta manji od uobičajenih robota s ugrađenom CMOS elektronikom i mogu hodati brzinom većom od 10 mikrometara u sekundi.

Autonomni mikroskopski robot u usporedbi s veličinom mrava
Autonomni mikroskopski robot u usporedbi s veličinom mrava

"Mozak" u novim robotima zapravo je CMOS koji sadrži tisuću tranzistora, plus niz dioda, otpornika i kondenzatora. Integrirani CMOS krug generira signal koji proizvodi niz fazno pomaknutih pravokutnih valnih frekvencija koje zauzvrat određuju hod robota. Noge robota su aktuatori na bazi platine, a i krug i noge napajaju se solarnom energijom.

Destruktivna interferencija

Novi nanofotonski materijal oborio je rekorde u visokotemperaturnoj stabilnosti, što otvara niz novih mogućnosti u kontroli i pretvorbi toplinskog zračenja. Razvijen na Sveučilištu u Michiganu, materijal kontrolira protok infracrvenog zračenja i stabilan je na temperaturama od 1000 Celzijevih stupnjeva u zraku.

Materijal reflektira infracrveno svjetlo dok propušta druge valne duljine
Materijal reflektira infracrveno svjetlo dok propušta druge valne duljine

Materijal, opisan u časopisu Nature Photonics, koristi fenomen destruktivne interferencije da reflektira infracrvenu energiju dok propušta kraće valne duljine. To bi pak moglo smanjiti gubitak topline u termofotonaponskim ćelijama koje toplinu pretvaraju u električnu energiju, ali ne mogu koristiti infracrvenu energiju, reflektirajući infracrvene valove natrag u sustav. 

Materijal bi mogao biti koristan i u optičkim fotonaponskim uređajima, termalnim slikama, premazima za zaštitu okoliša, senzorima, kamuflaži od infracrvenih nadzornih uređaja i drugim primjenama.

Automobil s očima za pješake

U jednom od neobičnijih eksperimenata istraživači Sveučilišta u Tokiju su na prednji dio malog, samovozećeg vozila pričvrstili veliki par šarenih očiju u crtanom stilu. Pokazalo se da ova vrsta antropomorfnog podešavanja može poboljšati sigurnost pješaka.

Lutajući par očiju na prednjem dijelu vozila bez vozača mogao bi, kažu istraživači, pješacima signalizirati da su uočeni. A to je korisna informacija kad treba odrediti najbolji trenutak za prelazak ceste
Lutajući par očiju na prednjem dijelu vozila bez vozača mogao bi, kažu istraživači, pješacima signalizirati da su uočeni. A to je korisna informacija kad treba odrediti najbolji trenutak za prelazak ceste

Na temelju istraživanja, ova vrsta "automobila koji gleda" ima potencijal smanjiti broj prometnih nesreća, kao i pomoći pješacima da se osjećaju sigurnije.
"Ako automobil ne gleda u pješaka, to implicira da automobil ne prepoznaje pješaka", pišu istraživači. "Tako pješaci mogu procijeniti da ne bi trebali prijeći ulicu i izbjeći potencijalnu prometnu nesreću."

Roboti plivači liječe upalu pluća

Nanoinženjeri Kalifornijskog sveučilišta u San Diegu razvili su mikroskopske robote koji mogu plivati u plućima, isporučivati lijekove i koristiti se za liječenje po život opasnih slučajeva bakterijske upale pluća.

Liječenje mikrorobotima učinkovitije je od injekcije antibiotika jer zahtijeva 3000 puta manju dozu antibiotika kako bi se postigao isti učinak
Liječenje mikrorobotima učinkovitije je od injekcije antibiotika jer zahtijeva 3000 puta manju dozu antibiotika kako bi se postigao isti učinak

Mikroroboti, opisani u časopisu Nature Materials, izrađeni su od stanica algi prošaranih nanočesticama ispunjenim antibioticima. Alge mikrobotima omogućuju kretanje i isporučivanje antibiotike izravno većem broju bakterija u plućima. Nanočestice koje sadrže antibiotike napravljene su od sićušnih biorazgradivih polimernih kuglica obloženih staničnom membranom neutrofila, vrstom bijelih krvnih stanica, koje apsorbiraju i neutraliziraju upalne molekule.

Bežična podvodna kamera radi na zvuk

Inženjeri MIT-a razvili su ultra učinkovitu bežičnu podvodnu kameru bez baterija. Zapravo, ona je oko 100.000 puta energetski učinkovitija od drugih podvodnih kamera. Fotografije u boji može snimati i u mračnim podvodnim okruženjima, a slikovne podatke bežično prenositi kroz vodu.

Ovu jedinstvenu autonomnu kameru, opisanu u časopisu Nature Communications, pokreće - zvuk. Mehaničku energiju zvučnih valova koji putuju kroz vodu pretvara u električnu energiju koja pokreće njegovu opremu za snimanje i komunikaciju. Nakon snimanja i kodiranja slikovnih podataka, kamera zvučne valove koristi i za prijenos podataka do prijemnika koji može rekonstruirati sliku. A budući da ne zahtijeva izvor energije, kamera bi mogla raditi tjednima.

Odjeća za paralizirane

Inženjeri Kalifornijskog sveučilišta u Riversideu razvijaju jeftinu, robotsku "odjeću" kako bi pomogli djeci s cerebralnom paralizom da steknu kontrolu nad pokretima ruku. Projekt opisan u Frontiers in Robotics and AI nije usredotočen samo na konstruiranje robota, već i na razvoj algoritama koji uče stroj da predvidi pokrete nositelja "robotske odjeće". 

Niz senzora registrira male napone koje stvaraju kontrakcije mišića
Niz senzora registrira male napone koje stvaraju kontrakcije mišića

U rukave su ušili niz senzora koji otkrivaju male napone koje stvara kontrakcija mišića. Prikupljene podatke ovi  senzori unose u algoritam koji će biti uvježban da iz njih izvuče namjeru nositelja.

Pametne vatrogasne kacige

Istraživači Sveučilišta u Edinburghu razvili su tehnologiju koja bi mogla pomoći vatrogascima da brže mapiraju svoju okolinu, snađu se u opasnim okruženjima i odvedu ljude na sigurno.  

Istraživači pametnoj kacigi žele omogućiti stvaranje 3D karata
Istraživači pametnoj kacigi žele omogućiti stvaranje 3D karata

Uređaj predstavljen u netom otvorenom Nacionalnom robotariju koristi umjetnu inteligenciju za kombiniranje podataka s termovizijskih kamera, radara i drugih senzora postavljenih na standardnim vatrogasnim kacigama, dajući vatrogascima informacije u stvarnom vremenu s mjesta požara. Oprema teži manje od kilograma i lako se montira na standardne vatrogasne kacige.

Lažni zubi kao slušna pomagala

Protetski zubi mogli bi biti izvrsna slušna pomagala. Vibracije koje se primjenjuju na nadomjestke za izgubljene zube dobro putuju kroz čeljusnu kost do unutarnjeg uha, otkivaju istraživači u časopisu Journal of the Acoustical Society of America. Ovo otkriće moglo bi dovesti do diskretnih alternativa konvencionalnim slušnim pomagalima i kohlearnim implantatima.

Implantati prednjih zuba rade bolje od onih ugrađenih u stražnjem dijelu čeljusti, vjerojatno zato što je čeljusna kost na prednjem dijelu tvrđa nego straga
Implantati prednjih zuba rade bolje od onih ugrađenih u stražnjem dijelu čeljusti, vjerojatno zato što je čeljusna kost na prednjem dijelu tvrđa nego straga

Prethodni dizajni slušnih pomagala temeljenih na zubima pričvršćivali su se na kutnjake i bežično primali zvuk iz mikrofona postavljenog iza uha. No, u ovom slučaju bi elektronika koja prenosi zvučne vibracije bila ugrađena u dio lažnog zuba usidrenog u čeljusnu kost.

RoboCap

Nova kapsula za lijekove, razvijena na MIT-u, mogla bi zamijeniti injekcije inzulina i većine drugih "bioloških lijekova" koji se sastoje od proteina ili nukleinskih kiselina. Kapsula, opisana u časopisu Science Robotics, ima robotsku kapicu koja se okreće i prolazi kroz sluznu barijeru kada stigne do tankog crijeva, otpuštajući lijekove u stanice koje oblažu crijeva.

RoboCap kapsula mogla bi zamijeniti injekcije inzulina, ali i vankomicina, antibiotskog peptida koji se trenutno mora ubrizgavati
RoboCap kapsula mogla bi zamijeniti injekcije inzulina, ali i vankomicina, antibiotskog peptida koji se trenutno mora ubrizgavati

Kapsula RoboCapa velika je poput multivitamina, lijek nosi u malom spremniku i obložena je želatinom koja se otapa pri određenom pH. Kad se ovojnica otopi, promjena pH vrijednosti pokreće maleni motor unutar kapsule. Ovaj pokret pomaže kapsuli da prođe kroz sluz. 



HI-FI EXPERIENCE WEEK

KEF

Od 28.11. do 16.12. 2022. posjeti našu slušaonu na Zagrebačkom Velesajmu i uživaj u KEF Wireless aktivnim zvučnicima.

Kupi

Hibridno integrirano pojačalo

VINCENT SV-737

Bluetooth, WiFi, 20 Hz - 20 kHz, > 90 dB, 47 kOhm, 590 W, WAV, FLAC, APE, LPCM, MP3, ACC, AC3, WMA, 6 x stereo RCA, 2 x Optical, 2 x Coaxial.

24.999 kn 3.317,94 € Kupi

Wireless podni zvučnici

KEF LS60

Visokokvalitetan streaming, Wi-Fi, Apple AirPlay 2, Google Chromecast, Roon Ready, Bluetooth, Spotify, Tidal, Deezer, 26 Hz - 36 kHz, 111 dB.

49.999 kn 6.636,01 € 52.699 kn Kupi