U znanstvenom pothvatu bez premca, kineski su znanstvenici razbili šifru terapije vodikom i osmislili vrhunski pristup koji koristi implantate temeljene na nanotehnologiji za isporuku vodika. To bi, kažu istraživači Sveučilišta Jiao Tong (SJTU),  moglo poništiti djelovanje staničnog sata i pomoći kod problema povezanih sa starenjem i bolestima poput Alzheimerove.

Postojeći lijekovi za zaustavljanje starenja stanica imaju ograničenja, uzrokuju nuspojave i nisu baš sasvim učinkoviti. Tu u igru ulazi mali, ali moćni implantat koji vodik isporučuje čak 40.000 puta učinkovitije od uobičajenih metoda. Ovaj sićušni implantat, opisan u časopisu Nature Communications, zamršeno je dizajniran kako bi ravnomjerno oslobađao vodik tijekom tjedan dana. Takav pristup dokazano mijenja staničnu infrastrukturu, smanjuje upalu i omogućava bolji rad stanica te otvara nove mogućnosti transformativnim terapijama koje bi mogle značajno utjecati na rješavanje problema povezanih sa starenjem.

Algoritam koji stvara super-skenove mozga

Istraživači Sveučilišta Johnsa Hopkinsa izradili su novi algoritam DeepSTI koji uzima podatke iz više pojedinačnih skeniranja i omogućava "super-skeniranje" mozga s preciznim informacijama o osjetljivosti moždanog tkiva. Ova metoda zahtijeva manje slika snimljenih u manje položaja u usporedbi s tradicionalnim SPI, što proces čini bržim i ugodnijim za pacijente.

Algoritam, opisan u časopisu Medical Image Analysis i predstavljen na Međunarodnoj radionici o strojnom učenju u kliničkom neuroimageingu, uzima podatke iz MRI skeniranja i generira 3D kartu visoke rezolucije magnetske osjetljivosti u mozgu. Sposoban  je izmjeriti izvore moždanog tkiva poput mijelina i željeza koristeći pritom manje skeniranja. Hvatanje promjena u tim tkivima može pomoći u karakterizaciji vrste, stadija ili progresije neurološke bolesti.

DeepSTI koristi strojno učenje s regularizacijom koje sužava broj mogućih rješenja kako bi se usredotočio na ona najtočnija. Istraživači su dizajnirali posebne regulatore uz pomoć podataka prethodnog skeniranja i naučili model kako bi trebale izgledati dobre rekonstrukcije mozga. Ovi regulatori vođeni podacima usmjeravaju model prema najvjerojatnijem rješenju za svaki novi skup skeniranja. Matematički okvir i njegovi rezultati dostupni su na ArXivu, a pristup projektu otvorenog koda imaju i drugi istraživači. 

AI test oka otkriva autizam kod djece

Fotografije dječje mrežnice mogu se uz malu pomoć umjetne inteligencije iskoristiti za testiranje autizma, a možda čak i za težinu bolesti, tvrde korejski znanstvenici. Istraživači Medicinskog fakulteta korejskog Sveučilišta Yonsei testirali su AI na slikama mrežnice tisuću djece starosti sedam i osam godina. Na temelju tih slika AI je uspjela precizno odabrati one s dijagnozom autizma i pritom točno odrediti težinu simptoma u 48% do 66% slučajeva. 

Ovakvi očni testovi, predstavljeni u časopisu JAMA Networka, mogli bi ubrzati proces dijagnosticiranja autizma kod male djece i tako smanjiti pritisak na dječje psihijatre koji trenutno dijagnosticiraju ovo stanje.

Sigurno "teleportiranje" slika pomoću svjetla

Časopis Nature Communications objavio je rad istraživača južnoafričkog Sveučilišta Witwatersrand i katalonskog Instituta za fotoničke znanosti (ICFO), koje prikazuje prijenos "uzoraka" svjetlosti sličan teleportaciji. Ovo je prvi pristup koji može prenositi slike preko mreže bez fizičkog slanja slike i ključni korak prema ostvarenju kvantne mreže za visokodimenzionalna isprepletena stanja.

Istraživači su demonstrirali transport visokodimenzionalnih stanja sa samo dva zapletena fotona kao kvantnim resursom, što je rezultiralo time da se čini da je informacija "teleportirana" od pošiljatelja do prijemnik. Koristili su se nelinearnim optičkim detektorom koji zaobilazi potrebu za dodatnim fotonima, a ipak radi s bilo kojim "uzorkom" koji treba poslati. 

Ovaj protokol ima sva obilježja teleportacije osim jednog bitnog sastojka: zahtijeva svijetlu lasersku zraku kako bi nelinearni detektor bio učinkovit. U tom smislu, to nije striktno teleportacija, ali bi to moglo postati u budućnosti, ako se nelinearni detektor učini učinkovitijim. Istraživači nastavljaju tim smjerom, a sljedeći korak usredotočen je na kvantni transport kroz mrežu optičkih vlakana.

Njuškanje ženskih suza smanjuje mušku agresiju

Ženske suze sadrže kemikalije koje blokiraju agresiju kod muškaraca, pokazalo je istraživanje izraelskog Weizmannovog znanstvenog instituta, objavljeno u časopisu PLOS Biology. Poznato je naime da se muška agresija kod glodavaca blokira kada namirišu ženske suze. Ovo je primjer socijalnog kemosignaliziranja, procesa koji je uobičajen kod životinja, ali manje uobičajen, ili barem manje razumljiv kod ljudi. Kako bi utvrdili imaju li suze isti učinak na ljude, istraživači su izložili grupu muškaraca ili ženskim emocionalnim suzama ili fiziološkoj otopini dok su ​​u parovima igrali igre u kojima su muškarci mislili da ih suigračica vara. 

Istraživanje je pokazalo da se agresivno ponašanje tijekom igre smanjilo se za više od 40% nakon što su muškarci nanjušili ženske emotivne suze. Funkcionalna slika na MRI skeneru pokazala je dvije regije mozga povezane s agresijom, prefrontalni korteks i prednju insulu, koje su postale aktivnije kada su muškarci bili provocirani tijekom igre, ali ne i kad bi muškarci nanjušili suze. Što je razlika u ovoj moždanoj aktivnosti  bila veća, igrač se rjeđe osvećivao tijekom igre. Otkriće veze između suza, aktivnosti mozga i agresivnog ponašanja implicira da je društvena kemosignalizacija faktor ljudske agresije, a ne tek životinjska znatiželja.

AI otkriva izvore vodika pod zemljom

Tragajući za novim izvorima energije s niskim udjelom ugljika, istraživači Byrdovog centra za polarna i klimatska istraživanja na Državnom sveučilištu Ohio razvili su model dubokog učenja za skeniranje zemlje u potrazi za podzemnim spremnicima prirodnog slobodnog vodika. 

Uz pomoć algoritma i modela, predstavljenog na godišnjem sastanku Američke geofizičke unije, suzili su potencijalno mjesto jajolikih ili polukružnih udubljenja (SCD) u tlu koja se formiraju u blizini područja povezanih s naslagama vodika. Iako se ovi kružni obrasci često pojavljuju u područjima niske nadmorske visine, mogu biti skriveni poljoprivredom ili drugom vegetacijom. Nedavna otkrića ovih krugova u SAD-u, Maliju, Namibiji, Brazilu, Francuskoj i Rusiji otkrila su da ih ima više nego što se mislilo.

Jednostavnija analiza gigabajta podataka

Istraživači Nacionalnog centra za elektronsku mikroskopiju u Nacionalnom laboratoriju Lawrence Berkeley razvili su algoritme koji omogućuju interaktivnu obradu podataka u stvarnom vremenu iz vrlo velikih skupova podataka elektronskog mikroskopa. Algoritmi koriste prednosti reprezentacije rijetkih podataka. Ova tehnika uzorkovanja podataka smanjuje veličinu skupa analiziranih podataka, a time i potrebno vrijeme i memoriju.

Novi detektor, nazvan 4D skenirajuća prijenosna elektronska mikroskopija ili 4D kamera, radi na 87.000 sličica u sekundi i proizvodi neobrađene skupove podataka ukupne veličine 700 gigabajta. To je deset puta više od bilo koje prethodne kamere. Skup podataka, generiran u 15 sekundi, ispunio bi otprilike tri tipična tvrda diska prijenosnog računala. S obzirom na ovu veliku količinu podataka i raspoložive računalne resurse, istraživači bi mogli prikupljati podatke, ali ne i analizirati podatke u stvarnom vremenu. No, novorazvijeni algoritmi izravno koriste komprimirane podatke kako bi smanjili vrijeme izračuna na nekoliko minuta.

Udaljenost do zvijezda mjerena glazbom

Europska svemirska agencija (ESA) pokrenula je misiju Gaia prije deset godina. Podaci prikupljeni satelitom Gaia otvaraju prozor u bliski svemir, pružajući astronomska mjerenja, poput položaja, udaljenosti od Zemlje i kretanja na gotovo dvije milijarde zvijezda. A sad su astronomi EPFL-a i Odsjeka za fiziku i astronomiju Sveučilišta u Bologni upotrijebili astroseizmologija, ili proučavanje zvjezdanih oscilacija, kako bi točno izmjerili udaljenost zvijezda od Zemlje i ta mjerenja provjerili  tijekom misije Gaia.

Na isti način na koji geolozi proučavaju strukturu Zemlje pomoću potresa, astronomi koriste astroseizmologija, a posebno vibracije i oscilacije zvijezda, kako bi prikupili informacije o njihovim fizičkim svojstvima. Zvjezdane oscilacije mjere se kao male varijacije u intenzitetu svjetlosti i prevode u zvučne valove, što dovodi do frekvencijskog spektra tih oscilacija. Osluškivanje "glazbe", frekvencijskog spektra omogućio im je da odrede udaljenost zvijezda i izračunaju asteroseizmičke paralakse.

Analizom frekvencijskog spektra zvjezdanih oscilacija može se procijeniti veličina zvijezde, slično kao što se veličina glazbenog instrumenta može identificirati prema vrsti zvuka koji proizvodi, objašnjavaju istraživači koji su svoja zapažanja objavili u časopisu Astronomy & Astrophysics.  

Magnetski uređaj koji kontrolira svjetlo

Japanski istraživači sa Sveučilišta Tohoku i Tehnološkog sveučilišta Toyohashi razvili su novu metodu stvaranja prozirnih magnetskih materijala pomoću laserskog zagrijavanja. Ovo otkriće, objavljeno u časopisu Optical Materials, predstavlja novi pristup integraciji magneto-optičkih materijala s optičkim uređajima.

Istraživači su osmislili novi uređaj koji zagrijava materijale u vakuumu, tj. bez zraka, uz pomoć lasera. To je omogućilo precizno zagrijavanje malih površina, ne većih od 60 mikrometara, bez mijenjanja okolnog materijala. Prozirni magnetski materijal stvoren ovom metodom trebao bi značajno unaprijediti razvoj kompaktnih magneto-optičkih izolatora, ključnih za stabilnu optičku komunikaciju, i omogućiti izradu snažnih minijaturiziranih lasera, zaslona visoke razlučivosti i malih optičkih uređaja.

Dronovi brži od vozila hitne pomoći 

Ako vam srce prestane kucati izvan bolnice, vaše šanse za preživljavanje obično su manje od 10 posto. Jedna stvar koja može povećati izglede za izvlačenje je automatizirani vanjski defibrilator (AED), uređaj koji može automatski dijagnosticirati opasne srčane ritmove i isporučiti električni šok kako bi srce ponovno ispravno pumpalo. Istraživači švedskog Instituta Karolinska punih su 11 mjeseci ispitivali efikasnost dronova u predgrađu Göteborga i i otkrili da je dostava defibrilatora zrakom stizala prije vozila hitne pomoći u 67 posto slučajeva. Pomoć je stizala više od tri minute ranije, što je prolaznicima dalo dovoljno vremena da pričvrste uređaj prije nego što bolničari dođu do pacijenta, piše The Lancet Digital Health. 

Projekt je nastao u suradnji s operaterom bespilotnih letjelica Everdone i obuhvatio je 194,3 četvornih kilometara prigradskih područja na kojima živi oko 200.000. Tvrtka je upravljala s pet DJI dronova koji su u akcije kretali s pet različitih lokacija. Dronovima je upravljao jedan nadzornik, a svaki je prenosio AED u košari koja se mogla spustiti vitlom s visine od 30 metara.

Dronovi dakako ne mogu letjeti u svim vremenskim uvjetima, ali bi ih se moglo koristiti i za ​isporuku medicinskih potrepština te u hitnim slučajevima poput predoziranja lijekovima, alergijskih reakcija ili ozbiljnog krvarenja. Dronovi opremljeni kamerama mogli bi brzo prenijeti snimku prometnih nesreća ili požara dispečerima, omogućujući im da prilagode hitnu reakciju na temelju prirode i ozbiljnosti incidenta. 

Bot inspiriran vinovom lozom 

Vinova loza sposobna je tražiti izvore svjetlosti i rasti u njihovom smjeru. Istraživači Kalifornijskog sveučilišta u San Diegu sada su stvori puzajući bot inspiriran vinovom lozom koji može pronaći i kretati se prema izvorima svjetla i topline. Sustav, opisan u IEEE Robotics and Automation Letters, ne zahtijeva složeni centralizirani upravljač već se automatski kreće prema željenom cilju. 

Photothermal Phase-change Series Actuator (PPSA) koristi fotoapsorber u tekućini s niskim vrelištem koja se nalazi u puno malih vrećica postavljenih duž bočnih strana tijela. Izloženi svjetlu, PPSA apsorbiraju svjetlost, zagrijavaju se, napuhavaju parom, skupljaju i izdužuju ovisno o tome koja im je strana izložena izvoru svjetlosti ili topline.

Budući prototipovi trebati bi još bolje reagirati na visoke temperature i biti sposobni detektirati požare. Uz to, istraživači namjeravaju projektirati aktuator koji će biti selektivniji prema valnim duljinama koje emitira vatra i razviti sustav s još bržim vremenom odziva.

Mikrozaslon koji se prilagođava vidu korisnika 

Moderni naglavnici proširene i virtualne stvarnosti postižu desetke milijuna piksela. Ipak, to ne jamči jasnu sliku, a ponekad u korisnicima izaziva i mučninu. Proizvođač mikrozaslona Kopin i MIT-ov Laboratorij za računalnu znanost i umjetnu inteligenciju (CSAIL) ponudili su svoje rješenje problema: NeuralDisplay. Ovaj zaslon se prilagođava očima promatrača tako što kombinira praćenje oka sa strojnim učenjem kako bi u hodu kompenzirao korisnikov vid, bez dodatne optike.

Prvi NeuralDisplay je 1,5-inčni kvadratni mikro-OLED s rezolucijom od 3.840 x 3.840 i maksimalnom svjetlinom od 10.000 kandela. Ove specifikacije ga stavljaju u rang s drugim vodećim mikro-OLED-ima, poput Sonyjevog 1,3-inčnog 4K mikro-OLED-a. Također ima neobičan raspored četveropiksela koji postavlja crvene, plave i zelene sub-piksele uz četvrti piksel koji sadrži pikselsku sliku.

Pikselska slika ne funkcionira kao element prikaza nego mjeri svjetlost koju reflektiraju oči korisnika. Po konceptu je sličan digitalnom fotoaparatu, ali je jednostavniji u izvedbi, budući da snimači rade jednobojno i usredotočeni su na mjerenje svjetline. To je dovoljno za zaključivanje pojedinosti o očima korisnika, uključujući smjer pogleda, položaj očiju u odnosu na zaslon i širenje zjenica.

Ta se mjerenja unose u model umjetne inteligencije koji uči kompenzirati nepravilnosti u vidu svakog korisnika podešavanjem svjetline i kontrasta zaslona. Podaci se ne šalju u oblak, pa čak ni na povezani uređaj, već njima upravlja ugrađeni AI akcelerator integriran u zaslon. 
NeuralDisplay dakako nije lijek za sve, priznaju proizvođači, a njegova sposobnost kompenzacije za kratkovidnost ili dalekovidnost još uvijek nije 100% sigurna. No, može pomoći kod uobičajenih problema koji dovode do mučnine, nelagode i dezorijentiranosti tijekom korištenja AR/VR naočala.