Jeste li spremni za govedinu uzgojenu u riži?

Od piletine iz laboratorija do proteina od cvrčaka, nude nam se razne prehrambene alternative. Koreanci sad nude novi recept: goveđu rižu nastalu uzgojem životinjskih mišića i masnih stanica unutar zrna riže

Mladen Smrekar subota, 17. veljače 2024. u 06:00
Kuhana na pari, hibridna goveđa riža ima 8% više proteina i 7% više masti od obične riže 📷 Yonsei
Kuhana na pari, hibridna goveđa riža ima 8% više proteina i 7% više masti od obične riže Yonsei

Metoda, predstavljena u časopisu Matter, omogućila je izradu hranjivog i aromatičnog hibridnog obroka koji bi mogao ponuditi pristupačniju proteinsku alternativu manjeg ugljičnog otiska, kažu istraživači Sveučilišta Yonsei. Prilikom izrade ovog hibrida, korejski su istraživači prvo rižu obložili ribljom želatinom, sigurnim i jestivim sastojkom koji pomaže stanicama da bolje prianjaju na rižu. Matične stanice kravljeg mišića i masnoće potom su usađene u rižu i ostavljene da se uzgajaju u Petrijevoj zdjelici 9 do 11 dana. Tako je nastala stanično uzgojena goveđa riža sa sastojcima koji udovoljavaju zahtjevima sigurnosti hrane i imaju nizak rizik od izazivanja alergija na hranu.

Metoda izrade hranjivog i aromatičnog hibridnog obroka 📷 Yonsei
Metoda izrade hranjivog i aromatičnog hibridnog obroka Yonsei

Kuhana na pari, hibridna goveđa riža ima 8% više proteina i 7% više masti od obične riže. Hibridna riža s većim udjelom mišića imala je spojeve vezane uz govedinu i bademe, dok je ona s višim udjelom masti imala spojeve koji odgovaraju vrhnju, maslacu i kokosovom ulju. Uz to, na svakih 100 g proizvedenih proteina hibridna riža ispušta manje od 6,27 kg CO2, dok govedina ispušta 49,89 kg. Bude li se proizvodila na veliko, kilogram hibridne riža mogao bi koštati malo više od dva dolara, izračunali su njeni tvorci, što je otprilike sedmina cijene kilograma govedine u Južnoj Koreji.  


Ultrazvučna medicinska naljepnica

Inženjeri MIT-a osmislili su malu ultrazvučnu naljepnicu koja može pratiti ukočenost organa duboko u tijelu. Ova naljepnica velika poput poštanske marke, može se nositi na koži i otkrivati znakove bolesti kao što su zatajenje jetre i bubrega ili napredovanje nekih tumora. Senzor, predstavljen u časopisu Science Advances, može slati zvučne valove kroz kožu u tijelo, gdje se valovi odbijaju od unutarnjih organa i vraćaju na naljepnicu. Uzorak reflektiranih valova može se pročitati kao znak krutosti organa, koji naljepnica može mjeriti i pratiti.

Istraživači su koristili napredne tehnike izrade za rezanje malih pretvarača od visokokvalitetnih piezoelektričnih materijala koji su im omogućili da dizajniraju minijaturizirane ultrazvučne naljepnice 📷 MIT
Istraživači su koristili napredne tehnike izrade za rezanje malih pretvarača od visokokvalitetnih piezoelektričnih materijala koji su im omogućili da dizajniraju minijaturizirane ultrazvučne naljepnice MIT

Naljepnica može kontinuirano pratiti ukočenost organa tijekom 48 sati i otkriti suptilne promjene koje bi mogle signalizirati napredovanje bolesti. U preliminarnim eksperimentima, istraživači su otkrili da ljepljivi senzor može otkriti rane znakove akutnog zatajenja jetre kod štakora. Na MIT-u sad dizajn prilagođavaju za upotrebu na ljudima. Naljepnica bi se, kažu,  mogla koristiti u jedinicama intenzivne njege, gdje bi senzori kontinuirano pratili pacijente koji se oporavljaju od transplantacije organa.

Dizajn i mehanizam naljepnice 📷 MIT
Dizajn i mehanizam naljepnice MIT

"Vjerujemo da je ovo tehnološka platforma koja spašava živote", kažu istraživači koji su uspjeli 128 minijaturnih pretvarača ugraditi u čip veličine 25 milimetara. Donju stranu čipa obložili su ljepilom napravljenim od hidrogela, ljepljivog i rastezljivog materijala koji je mješavina vode i polimera, što zvučnim valovima omogućuje da putuju gotovo bez gubitaka. "U budućnosti ljudi će moći zalijepiti nekoliko naljepnica na svoje tijelo kako bi izmjerili mnoge vitalne signale te slikali i pratili zdravlje glavnih organa u tijelu."


Kinezi usporili svjetlost 10.000 puta

Ima tome osam godina kako su znanstvenici utvrdili da se svjetlost može usporiti; nova studija, objavljena u časopisu Nature, prikazuje način koji to i omogućava. Metoda istraživača Sveučilišta Guangxi i Kineske akademije znanosti temelji se na elektromagnetski induciranoj prozirnosti (EIT) koja koristi pametan dio laserskog trika za manipuliranje elektronima unutar plina pohranjenog u vakuumu, pretvarajući ga iz neprozirnog u proziran. 

Ključ novog pristupa je način na koji su postavljeni najsitniji građevni blokovi metapovršine, poznati kao meta-atomi. U ovom slučaju oni su dovoljno blizu da se stope zajedno, što zauzvrat utječe na način na koji se rukuje svjetlom dok prolazi kroz metapovršinu 📷 Guangxi
Ključ novog pristupa je način na koji su postavljeni najsitniji građevni blokovi metapovršine, poznati kao meta-atomi. U ovom slučaju oni su dovoljno blizu da se stope zajedno, što zauzvrat utječe na način na koji se rukuje svjetlom dok prolazi kroz metapovršinu Guangxi

Preuzimajući neke principe EIT-a u kontroli svjetlosti, istraživači su dizajnirali novi materijal za usporavanje svjetlosti. Materijal je svojevrsna metapovršina, sintetička, 2D struktura sa svojstvima kakvih nema u prirodi. Pokazalo se da ova metapovršina, napravljena od vrlo tankih slojeva silicija, usporava svjetlost više od 10.000 puta. Istovremeni gubitak svjetlosti smanjen je za više od pet puta u usporedbi s drugim usporedivim metodama. A kako svjetlo ima ključnu ulogu u svemu, od širokopojasnog interneta do kvantnog računalstva, kineski istraživači vide brojne mogućnosti primjene svog otkrića. 


UV traka za prijenos grafena

Takozvani dvodimenzionalni (2D) materijali, ne deblji od atoma, trebali bi revolucionirati buduću tehnologiju, uključujući i elektronsku industriju. Njihovu upotrebu koče problemi u prijenosu ovih iznimno tankih materijala s mjesta na kojem su izrađeni na željeni uređaj. No, sada su istraživači Sveučilišta Kyushu u suradnji s japanskom tvrtkom Nitto Denko izradili traku koja se može koristiti za lijepljenje 2D materijala na različite površine, na jednostavan i korisniku pristupačan način. Njihova otkrića objavljena su u časopisu Nature Electronics.

Istraživači su se fokusirali na grafen, čvrst, fleksibilan i lagan materijal visoke toplinske i električne vodljivosti, izrađen od tankog sloja ugljikovih atoma. Koristili su AI za razvoj specijalizirane polimerne trake koja mijenja svoju privlačnost prema grafenu kad je ozračena UV svjetlom. Nakon izlaganja UV zračenju, veza atoma se mijenja, što smanjuje razinu prianjanja na grafen za oko 10%. Traka postaje nešto tvrđa i lakše se odljepljuje od supstrata uređaja ostavljajući grafen iza sebe.

Korištenje UV trake za prijenos grafena umjesto polimera bolje održava integritet materijala i smanjuje nedostatke 📷 Ago Lab/Sveučilište Kyushu
Korištenje UV trake za prijenos grafena umjesto polimera bolje održava integritet materijala i smanjuje nedostatke Ago Lab/Sveučilište Kyushu

Istraživači su usput razvili i trake koje mogu prenijeti dva druga 2D materijala: bijeli grafen (hBN), izolator koji može djelovati kao zaštitni sloj pri slaganju 2D materijala, i dihalogenid prijelaznih metala (TMD), obećavajući materijal za sljedeću generaciju poluvodiča.


Vibrirajuća rukavica protiv mišićnih grčeva

Nakon moždanog udara, preživjeli često dožive nekontrolirane grčeve koji im mogu saviti ruke i šake. Jedini tretmani su skupe, često bolne injekcije botulinum toksina ili oralni lijekovi toliko jaki da mogu uspavati pacijente, a oba nude samo privremeno olakšanje. No, sad su inženjeri Sveučilišta Stanford i Instituta za tehnologiju Georgia razvili nosivi medicinski uređaj nalik rukavici koji postiže jednako dobre ili bolje rezultate kao i injekcije ili lijekovi primjenom jednostavnih, visokofrekventnih mehaničkih vibracija na ruke i prste.

Testna rukavica na ruci pacijenta  📷 Andrew Brodhead
Testna rukavica na ruci pacijenta Andrew Brodhead

Najsuvremenije metode koriste vibracije cijelog tijela s pomoću strojeva koji su veliki, skupi i zahtijevaju kliničko liječenje. Ovo je, koliko je poznato, prvi pokušaj implementacije tehnike vibrotaktilne stimulacije (VTS) na nosivim uređajima. Ovaj se uređaj, predstavljen u Frontiers in Human Neuroscience i Archives of Physical Medicine and Rehabilitation, omotava oko zapešća, dlana i prsta i uključuje motore koji pružaju kontinuiranu visokofrekventnu stimulaciju pojedinačnim prstima te mišićima u šaci i zapešću. Vibracije su suptilne i nenametljive, slične intenzitetu vibriranja mobitela pa pacijenti mogu slobodno obavljati svoje uobičajene aktivnosti dok nose uređaj.

Stimulacija mišića 📷 Stanford Univesrity
Stimulacija mišića Stanford Univesrity

Istraživači vjeruju da bi VTS mogao biti učinkovit i kod drugih motoričkih stanja i bolesti povezanih s ozljedama mozga. Ovaj VTS uređaj trenutno je dostupan samo pacijentima u kliničkom ispitivanju, a istraživači pripremaju ​​dodatne kliničke studije kako bi proučili dugoročnu učinkovitost i optimalan dizajn uređaja koji bi se, nadaju se, jednog dana trebao masovno prodavati i koristiti.


3D ispis moždanog tkiva koje se ponaša kao pravo

Ispisujući stanice iz 3D pisača, istraživači Sveučilišta Wisconsin-Madison stvorili su tkivo koje izgleda i ponaša se kao komad mozga. Nova tehnologija, opisana u časopisu Stem Cell, nudi neke prednosti u odnosu na druge tehnike pomoću kojih neuroznanstvenici stvaraju 3D moždana tkiva u laboratoriju. 

Ispisivanje moždanog tkiva 📷 Wisconsin-Madison  University
Ispisivanje moždanog tkiva Wisconsin-Madison University

Istraživači su ispisali odvojene vodoravne linije ljudskih neuralnih i glijalnih stanica koje se mogu razviti u više vrsta moždanih stanica. Osmislili su i novi recept za hidrogel koji pruža potporu tkivu, ali nije toliko krut da bi spriječio pomicanje stanica ili stvaranje veza. Rezultirajuće 3D strukture oponašale su razvoj mozga, sa stanicama koje stvaraju veze sa stanicama u vlastitom pojasu, kao i širenjem veza prema drugim pojasima. Ta je aktivnost omogućila istraživačima da promatraju kako progenitorske stanice sazrijevaju i povezuju se. Ispisivanjem raznih ćelija sa specifičnim omjerima stvorili su i različite konstrukte. 

Princip rada nove tehnike ispisa 📷 Wisconsin-Madison  University
Princip rada nove tehnike ispisa Wisconsin-Madison University

Iako ispisana tkiva još uvijek ne oponašaju u potpunosti 3D složenost pravog mozga, istraživači vjeruju da bi ova tehnologija mogla poboljšati studije razvoja mozga i bolesti, ali i  potaknuti tiskanje tkiva prikladnog za transplantaciju pacijentima koji su izgubili moždano tkivo zbog moždanog udara, neurodegeneracije ili traumatske ozljede mozga.


Pneumatski moduli umjesto električnih kontrola

Istraživači Sveučilišta u Freiburgu razvili su 3D ispisane pneumatske logičke module koji kontroliraju pokrete mekih robota samo s pomoću tlaka zraka. Ovi moduli omogućuju logično prebacivanje protoka zraka i tako oponašaju električno upravljanje. Moduli, opisani u časopisu Science Robotics, prvi put omogućuju proizvodnju fleksibilnih mekanih robota bez elektronike u 3D pisaču korištenjem konvencionalnog materijala za ispis filamenta.  

Aparat za piće kojim upravljaju pneumatski moduli 📷 Falk Tauber
Aparat za piće kojim upravljaju pneumatski moduli Falk Tauber

"Naš dizajn omogućuje svakome s iskustvom u 3D ispisu da proizvede takve logičke module i koristi ih za kontrolu mekog robota bez potrebe za vrhunskom opremom za ispis", kažu istraživači. To je značajan korak prema pneumatskim upravljačkim krugovima potpuno bez elektronike koji mogu zamijeniti sve složenije električne komponente u budućim mekim robotima.

Pneumatska logička vrata 📷 Universität Freiburg
Pneumatska logička vrata Universität Freiburg

Moduli se sastoje od dvije tlačne komore između kojih prolazi 3D ispisan kanal. Komore koje se šire mogu zaustaviti strujanje zraka u kanalu i regulirati ga poput ventila. Otvaranjem i zatvaranjem ventila moduli mogu izvoditi Booleove logičke funkcije "I", "ILI" i "NE" na sličan način kao električni krugovi i usmjeravati protok zraka u pokretne elemente mekog robota. Ovisno o odabranom materijalu, moduli mogu raditi s tlakom između 80 i više od 750 kilopaskala i imaju brzo vrijeme odziva od oko 100 milisekundi.


Nanosvitak za tehnologiju sljedeće generacije

Istraživači Sveučilišta Tokyo Metropolitan otvorili su nova vrata u nanotehnologiji novom metodom motanja atomski tankih listova atoma u nanosvitke. Metoda, opisana u časopisu ACS Nano nudi dosad neviđenu kontrolu nad nanostrukturom.

Zamjenom atoma na jednoj strani nanoplohe drugim elementom, tim je ostvario nanoploču koja se može spontano smotati u svitak kada se odvoji od podloge 📷 TMU
Zamjenom atoma na jednoj strani nanoplohe drugim elementom, tim je ostvario nanoploču koja se može spontano smotati u svitak kada se odvoji od podloge TMU

Ova inovativna tehnika uključuje korištenje Janusovih nanolistova i otvara nove mogućnosti u katalizi te izradi naprednih materijala i fotonaponskih uređaja. Poboljšana svojstva nanosvitaka za proizvodnju vodika mogla bi, kažu, ponuditi održiv i učinkovit izvor čiste energije.


Najmanji humanoidni robot na svijetu

Robotičkog tima u Biskupijske dječačke škole u Hong Kongu izradili su najmanjeg humanoidnog robota na svijetu i tako oborili prethodni rekord Pakistanca Zaina Ahmada Qureshija iz 2022. godine. Visok jedva 141 mm, ovaj je robot kraći od standardne kemijske olovke za 11,3 mm, dovoljno da ga na svoje stranice uvrsti i Guinnessova knjiga rekorda.  

Robota krasi izvanredan raspon artikulacije i on može pomicati ramena, laktove, koljena i kukove i dakako hodati na dvije noge. Posebno prilagođene servo motore sinkronizira 16-kanalna upravljačka ploča. Robotove akrilne ploče i 3D ispisane komponente učenici su sami izradili u školskom laboratoriju za robotiku. Robota pokreće kompaktna litij-ionskom baterijom od 7,4 V.


Sintesajzer pokretan umjetnom inteligencijom

SPIN je pokušaj da se umjetna inteligencija predstavi  ne samo kao nešto pristupačno već čak i zabavno za korištenje, objašnjava Arvind Sanjeev, tvorac sintesajzera pokretanog umjetnom inteligencijom. SPIN vam, kaže, ostavlja slobodu da istražujete sklad između ljudske kreativnosti i strojnog učenja bez straha zbog kršenja nečijih autorskih prava ili intelektualnog vlasništva. 

SPIN je, ukratko rečeno AI glazbeni sintesajzer koji vam omogućuje komponiranje pomoću jezičnog modela MusicGen i taktilnog sučelja. Korisnik odabire željeno raspoloženje, žanr, zvukove i bpm, a SPIN prima upite za unos pritiskom na tipke kroz Arduino Mega. Ti se podaci šalju na Raspberry Pi s MusicGen API-jem, a potom se mp3 datoteka učitava u Digital Vinyl System (DVS). Transmutirani Numark PT-01 i vremenski kodirana kontrolna vinilna ploča služe kao gramofon. Paket Xwax DVS za Raspberry Pi čita vremenski kod vinila kroz Behringer audio drajver, a izlaz se reproducira preko stereo zvučnika.