Jedan od dojmljivijih medicinskih dosega, predstavljenih ovog tjedna, svakako je PillBot, probavljiva mini-robotska kamera na daljinsko upravljanje koja eliminira potrebu za invazivnim medicinskim postupcima. Ovaj endoskop veličine kikirikija opremljen je potisnicima i tijelom se kreće poput drona. Kalifornijski Endiatx, tvrtka koja je osmislila cijeli projekt, navodi kako ova kamera u obliku pilule omogućava pacijentima da se konzultiraju s vrhunskim gastroenterolozima diljem svijeta iz udobnosti svog doma.

Korisnik guta PillBot i ne treba ništa raditi osim što mora preskočiti obrok i piti puno vode. Trenutačni prototip, dimenzija 13 x 30 mm, pokazuje impresivne mogućnosti: može prenositi video visoke razlučivosti pri 2,3 megapiksela u sekundi, a kvaliteta video zapisa uskoro bi se trebala učetverostručiti.

Kretanje pilule kontrolira se na daljinu, aplikacijom za pametni telefon, a PillBot se gasi i prirodno izlazi iz tijela unutar šest do dvadeset četiri sata. Istraživači u postupak žele uključiti i umjetnu inteligenciju koja će biti u stanju postaviti preliminarne dijagnoze, a tehnologiju žele proširiti na ispitivanje crijeva, krvožilnog sustava, srca, jetre, mozga i drugih dijelova tijela. 

Aplikacija otkriva moždani udar

Biomedicinari australskog sveučilišta RMIT predstavili su novi alat za pametne telefone opremljen AI mogućnostima koji bi mogao revolucionirati rano otkrivanje moždanog udara. Ova nova tehnologija, opisana u časopisu Computer Methods and Programs in Biomedicine, koristi umjetnu inteligenciju za proučavanje izraza lica i pomaže liječnicima da brzo uoče simptome, što bi moglo spasiti živote i spriječiti dugotrajnu invalidnost.

Tehnologija prepoznaje izraze lica i procjenjuje asimetriju i promjene u radnji mišića lica. Koristeći Sustav kodiranja radnji lica (FACS), izvorno osmišljen 1970-ih, alat pedantno kategorizira i analizira pokrete lica koji ukazuju na moždani udar uz stopu točnosti od 82%. 

Znoj s prsta umjesto vađenja krvi

Tuberkuloza je među vodećim uzrocima smrti od infektivnog agensa. Bolest je izlječiva no nažalost svaki drugi pacijent ne pridržava se u potpunosti propisanog dugotrajnog režima uzimanja antibiotika. Praćenje liječenja je važno jer svako odstupanje od plana može spriječiti njegovu učinkovitost i dovesti do tuberkuloze otporne na lijekove. Zbog toga su stručnjaci Sveučilišta Surrey osmislili djelotvornu metodu testiranja količine lijekova u krvotoku, predstavljenu u časopisu International Journal of Antimicrobial Agents.   

Prikupili su uzorke krvi i sline, a posebnu su pažnju posvetili znoju pacijenata. Pokazalo se da se analizom znoja antibiotici i metabolit koji nastaje gutanjem lijeka otkriva s 96, odnosno 77 posto točnosti. Takva efikasnost ukazuje da bi bezbolno uzimanje uzoraka znoja umjesto vađenja krvi mogao postati novi zlatni standard. Ta bi se metoda, kažu, mogla primijeniti i za poboljšanu isporuku i zadržavanje lijekova, ali i za testiranje na unos nedozvoljenih supstanci.

Flaster za praćenje zdravstvenih podataka pametnim telefonom

Istraživači dva kanadska sveučilišta razvili su bezbolni nosivi senzor koji može tjednima kontinuirano pratiti razine šećera u krvi, laktate i druge kritične zdravstvene pokazatelje, šaljući rezultate na pametni telefon ili drugi uređaj. Wearable Aptalyzer, rezultat suradnje Sveučilišta McMaster i Waterloo, koristi niz sićušnih hidrogelnih iglica koje prodiru dovoljno duboko da dopru do intersticijske tekućine ispod kože, ali ne i do krvnih žila ili živaca. Flaster prikuplja i šalje informacije o markerima u tekućini na elektronički uređaj, stvarajući stalnu evidenciju obrazaca u porastu i padu kritičnih biomarkera. 

Nova tehnologija, opisana u časopisu Advanced Materials, mogla bi olakšati praćenje markera specifičnih bolesti i stanja poput pulsa, krvnog tlaka i drugih vitalnih znakova. Wearable Aptalyzer je opća platforma, što znači da može mjeriti sve biomarkere od interesa, u rasponu od dijabetesa do srčanih biomarkera. Podatke može kontinuirano pratiti nekoliko tjedana i ti podaci mogu prenijeti i očitati bez sofisticirane opreme, a mogao bi se koristiti i u vozilima hitne pomoći te za praćenje napredovanja i liječenja mnogih kroničnih bolesti, uključujući rak, kažu istraživači.

Umjetna inteligencija predviđa Alzheimerovu bolest

Koristeći analizu govora, model strojnog učenja Sveučilišta u Bostonu predviđa progresiju Alzheimerove bolesti kod pacijenata s blagim kognitivnim oštećenjem u 78,5% slučajeva. Ovaj model, predstavljen u časopisu Alzheimer's & Dementia, omogućava ranije dijagnoze i automatizira dijelove procesa jer preskače skupe laboratorijske testove, slikovne preglede pa čak i posjete liječniku. 

Alat za prepoznavanje govora, nalik programima koji pokreću pametne zvučnike, kombiniran je sa strojnim učenjem demografskih podataka, dijagnoza i napredovanja bolesti. No, umjesto da koristi akustične značajke govora, poput izgovora ili brzine, model samo izvlači sadržaj intervjua i strukturiranost izgovorenih riječi. Istraživači žele unaprijediti model uzorcima iz prirodnijih, svakodnevnih razgovora, ali i crteža pacijenata i podataka o njihovim svakodnevnim životnim obrascima te otkriti može li umjetna inteligencija dijagnosticirati demenciju putem aplikacije za pametne telefone.

Taktilni zaslon reproducira 3D oblike i teksture

Korejski Institut za istraživanje elektronike i telekomunikacija (ETRI) razvija zaslon koji generira trodimenzionalne taktilne senzacije s pomoću foto-termalnog elastičnog varijabilnog sloja. Ova tehnologija, predstavljena u časopisu Nature Communications, koristi LED-ice za podešavanje intenziteta svjetlosti, čime se omogućuje precizna kontrola visine i elastičnosti taktilnih elemenata veličine nekoliko milimetara na glatkoj površini.

Taktilni zaslon može izravno prikazati brajicu, tekst i razne trodimenzionalne oblike. Ključna razlika je njegova sposobnost da fino kontrolira elastičnost i temperaturu za različite dijelove, točno reproducirajući različite visine i teksture. Srž tehnologije leži u funkcionalnoj polimernoj filmskoj strukturi sastavljenoj od dva tanka sloja, tanka poput pramena kose. Donji fototermalni sloj, okrenut prema LED-u, upija svjetlost i stvara toplinu. Gornji varijabilni elastični sloj tvrd je na sobnoj temperaturi, ali postaje vrlo mekan kada toplina iz foto-termalnog sloja uzrokuje prijelaz stakla u gumu na oko 50 stupnjeva.

Samoiscjeljujuća mreža sprečava nestanak struje

Istraživači Teksaškog sveučilišta u Dallasu razvili su AI model koji sprečava nestanak struje automatskim preusmjeravanjem električne energije u milisekundama. Sustav, predstavljen u časopisu Nature Communications, rani je primjer tehnologije "samoiscjeljujuće mreže" koja koristi AI za autonomno otkrivanje i ispravljanje problema bez ljudske intervencije. 

Koristeći različite scenarije u testnoj mreži, istraživači su pokazali da njihovo rješenje može automatski identificirati alternativne rute za prijenos električne energije do korisnika prije nego što dođe do prekida. Prednost umjetne inteligencije je brzina: sustav može automatski preusmjeriti električni tok u milisekundama, dok trenutni ljudski kontrolirani procesi za određivanje alternativnih puteva mogu trajati i nekoliko sati. A ako je električna energija blokirana zbog kvara na liniji, sustav se može rekonfigurirati i crpiti energiju iz dostupnih izvora poput velikih solarnih panela ili baterija. 

Zlatna membrana

Interdisciplinarni tim istraživača ETH Zürich i Humboldtovog sveučilišta u Berlinu razvio je metodu koja bi trebala znatno olakšati karakterizaciju površina. Rezultati istraživanja koje se temelji na izuzetno tankoj zlatnoj membrani objavljeni su u časopisu Nature Communications.  

Dugi niz godina istraživači su koristili Ramanovu spektroskopiju za nedestruktivno ispitivanje svojstava materijala. Kako bi Ramanovu spektroskopiju iskoristili i za ispitivanje površina, istraživači su razvili su posebnu zlatnu membranu tanku 20 nanometara s izduženim porama veličine oko sto nanometara. Te pore djeluju kao plazmonične antene koje signal s površine pojačavaju do tisuću puta u usporedbi sa signalom konvencionalne Ramanove spektroskopije bez membrane. Taj je princip djelovao na brojnim materijalima, uključujući silicij i metalni perovskit lantan nikal oksid, važan materijal u proizvodnji elektroda. 

Atlas nekroptoze

Na australskom Institutu Waltera i Elize Hall (WEHI) otkrili su novu metodu detekcije nekroptoze, ključnog faktora u brojnim upalnim bolestima poput psorijaze, artritisa i upalne bolesti crijeva. Istraživači su razvili skup automatiziranih tehnika uz čiju pomoć se određuje kada i gdje se javlja nekroptoza, a nalazi bi mogli dovesti do bolje dijagnoze i personaliziranih tretmana za brojne upalne bolesti.

Studija, predstavljena u EMBO Molecular Medicine, opisala je mukotrpan proces optimizacije više od 300 različitih eksperimentalnih uvjeta, a pritom je korišteno više tehnika, uključujući najsuvremeniju prostornu transkriptomiju. Tako je nastao "atlas nekroptoze" koji sadrži preciznu kartu stanica u tijelu koje su sposobne proći kroz nekroptozu. Ovaj atlas moći će koristiti kliničari i roboti za rukovanje tekućinama za imunološko bojenje. Istraživači tu ne misle stati i svoje tehnike planiraju proširiti na istraživanje drugih crijevnih bolesti, poput celijakije i šireg spektra upalnih stanja kože, pluća i bubrega.

Fit2Drive za procjenu sposobnosti starijih vozača

Istraživači Sveučilišta Florida Atlantic (FAU) osmislili su kalkulator Fit2Drive koji pomaže u procjeni vozačkih sposobnosti starijih osoba s kognitivnim problemima. Kombinirali su 12 kognitivnih testova i podatke o procjeni, a rezultati studije, objavljeni u Journal of the American Medical Directors Association,  pokazali su da Fit2Drive algoritam daje točna predviđanja u 91,5% slučajeva. 

Kalkulatoru može se pristupiti na fit2drive.org, aplikacija se može preuzeti s web stranice Fit2Drive na Android ili iOS mobilni uređaje i koristiti pametni telefon za unos podataka, a istraživači razmišljaju i o potpuno online verziji Fit2Drivea kako bi dodatno pojednostavili njegovu upotrebu.

CARMEN pomaže osobama s blagim kognitivnim oštećenjem

Cognitively Assistive Robot for Motivation and Neurorehabilitation ili skraćeno CARMEN malen je stolni robot dizajniran da bude od pomoći osobama s blagim kognitivnim oštećenjem (MCI) i da ih poduči vještinama kojima će poboljšati pamćenje, pažnju i funkcioniranje kod kuće. 
CARMEN je rezultat suradnje Kalifornijskog sveučilišta u San Diegu, kliničara, osobama s MCI i njihovim njegovateljima i to je jedini robot koji podučava kompenzatorne kognitivne strategije kako bi poboljšao pamćenje i izvršnu funkciju.

Istraživači su programirali CARMEN da kroz interaktivne igre i aktivnosti izvodi niz jednostavnih vježbi kognitivnog treninga. Na primjer, robot može naučiti korisnike da odrede rutinska mjesta za ostavljanje važnih predmeta poput ključeva ili da vode bilješke kako bi zapamtili važne stvari. 

CARMEN je nastala na temelju robota FLEXI Sveučilišta Washington uz značajne promjene na hardveru i iznova napisan softver. Za operativni sustav korišten je ROS, a elementi projekta dostupni su na GitHubu. CARMEN bi u budućnosti trebala biti osposobljena za razgovor s korisnicima, a istražuju se mogućnosti primjene ovog robota kao pomoćnika ljudima s drugim stanjima kao što je ADHD. 

Zračni jastuk za bicikliste 

Startup Ventete https://ventete.com/ predstavio je aH-1, sklopivu kaciga na napuhavanje  koja se napuhuje i ispuhuje za 30 sekundi. Nakon što se ispuše, automatski se sklapa na veličinu tankog prijenosnog računala. Zbog toga može stati u ruksak i male torbe. Ova sklopiva mikro kaciga ima rebra i cjevčice za napuhavanje, a kada se napuni zrakom izgleda poput kakve školjke.

Kaciga je dizajnirana je u Londonu i proizvedena u Švicarskoj, a rezultat je desetogodišnjeg razvoja prototipa. Potpuni detalji o kacigi za mikro bicikle na napuhavanje i sklopivi tek se trebaju otkriti, a startup je zasad tek nagovijestio da je izrađena patentiranom pneumatskom tehnologijom kojom se zrak pod tlakom kreće cjevastim prostorima između rebara kacige.

Nova klasa električne tekućine 

Istraživači japanskog Nacionalnog instituta za znanost o materijalima (NIMS), Sveučilišta Hokkaido i Meiji razvili su elektret alkyl–π, specifičnu klasu električne tekućine i gela koja može stabilno zadržati veliki elektrostatički naboj. Potom su ovaj gel kombinirali s visoko fleksibilnim elektrodama i tako stvorili senzor koji percipira niskofrekventne vibracije poput onih generiranih ljudskim kretanjem i pretvara ih u signale izlaznog napona. Ovaj bi se uređaj, kažu oni, mogao koristiti kao nosivi zdravstveni senzor.

Gel, opisan u časopisu Angewandte Chemie International Edition, hvata vibracije s frekvencijama nižim od 17 Hz i pretvara ih u izlazni napon od 600 mV, što je 83% više od napona koji generira senzor baziran na alkil-π tekućem elektretu. 

Prvi privremeni univerzalni blokator okusa

Mnogi ljudi, osobito djeca i starije osobe, imaju problema s gutanjem tableta. Tekući lijekovi često imaju izrazito gorak okus, što dovodi do odbijanja. Ukratko, jaka gorčina glavni je razlog zašto pojedinci, osobito djeca, izbjegavaju uzimanje lijekova. No, sad su znanstvenici Monell Chemical Senses Centra u Philadelphiji otkrili prvi privremeni, univerzalni blokator okusa, učinkovit kod ljudi, nazvan AF-353. 

Ključno je otkriće studije, objavljeno u British Journal of Pharmacology, da ispiranje usta s AF-353 značajno smanjilo gorčinu dvaju važnih lijekova koji liječe uobičajene kronične bolesti: Prazikvantela za parazite i Tenofovir Alafenamida za hepatitis B i HIV.
AF-353 utječe i na slani, slani, slatki i kiseli okus, ali ne blokira druge oralni osjete poput peckanja od karbonizacije, navodi se u studiji. Učinak blokiranja traje 60 do 90 minuta, nakon čega se okus vraća u normalu.

Samozacjeljujuća 'živa koža'

Zahvaljujući novom pristupu koji uključuje kultivirane stanice kože, roboti bi u budućnosti mogli biti umotani u kožu koja se može sama popraviti, na sličan način na koji zacjeljuje i ljudska koža. Ova će koža također izgledati realističnije zahvaljujući novom načinu pričvršćivanja na kostur robota i činjenici da robot poput filmskog terminatora može sam popraviti sve posjekotine ili ogrebotine, objasnili su istraživači Instituta za industrijsku znanost (IIS) Sveučilišta u Tokiju u časopisu Cell Reports Physical Science.

Problem umjetne kože koja visi s metalnog okvira robotičari su prethodno pokušavali riješiti tako što bi je pričvrstili "sidrima", kukastim strukturama ili strukturama u obliku gljive. To sprečava pomicanje kože na vrhu okvira robota, ali ljepljive strukture mogu stršati kao kvržice ispod kože,narušavajući ljudski izgled. U novoj studiji istraživači su uveli metodu prema kojoj kostur robota sadrži sićušne rupe u koje umjetno uzgojena koža može produžiti kuke u obliku slova V koje drže umjetnu kožu zalijepljenu za robota i istovremeno zadržava glatku i fleksibilnu površinu. Umjetna koža tretirana je plazmom vodene pare kako bi postala hidrofilna te da se uvlači dublje u rupe kako bi bolje prianjala uz površinu robota.