Naša glad za sve većim kapacitetima za pohranu podataka neće se tako skoro ni lako utažiti. Srećom, kineski znanstvenici otkrili su inovativnu metodu za pakiranje puno više bajtova u isti fizički prostor na optičkom disku. Ideja istraživača Šangajskog sveučilišta koristi isti pristup optičkoj pohrani podataka (ODS) temeljenoj na svjetlosti koji se koristi za pisanje DVD-ova, ali novost je ta što se sad to radi u tri dimenzije. To znači stotine slojeva umjesto jednog i golemu razliku u kapacitetu. Riječ je, tvrde istraživači u svom radu koji objavljuje časopis Nature, o petabitima na jednom disku ili otprilike milijun filmova standardne razlučivosti na površini veličine klasičnog DVD-a.

Novi pristup dolazi s novim medijem za pohranu, nazvanim AIE-DDPR, što je tanki film koji omogućuje zapisivanje podataka u ultra-visokoj razlučivosti. To se postiže s pomoću uzoraka svjetlosti nanesenih na površinu, dijelom kroz boju, a dijelom kroz kombinaciju molekula koje hvataju svjetlost i reagiraju na nju.
Uspiju li tvorci novog medija u svojoj nakani, novi način pohrane podataka značio bi i servere koji zauzimaju znatno manje prostora, jeftiniji su za održavanje i u radu troše manje energije.

Ultrazvuk pospješuje kretanje spermija

Ultrazvuk može oživjeti lijenu spermu, što budi nadu u liječenje muške neplodnosti. Naime, ultrazvučna tehnika koju su osmislili na australskom Sveučilištu Monash potiče kretanje spermija, zasad samo u laboratorijskim uvjetima, ali za 266%. Istraživači kažu da je izlaganje ultrazvuku izazvalo kretanje nepomičnih spermija i poboljšalo brzinu plivanja onih koji se kreću. Ta bi saznanja mogla pomoći ishode liječenja neplodnosti potpomognutom oplodnjom.

Istraživanje, objavljeno u časopisu Science Advances, pokazalo je da 20 sekundi ultrazvuka na 800 mW i 40 MHz povećava pokretljivost spermija i njihovu sposobnost plivanja za 266% i ujedno smanjilo udio neaktivnih spermija s 36% na samo 10 %. Učinke izlaganja ultrazvuku, a posebno postojanost i trajanje poboljšanja motiliteta vidljivog u uzorcima donora, sad će trebati testirati na spermi muškaraca čija je plodnost niska zbog astenozoospermije.

Pokažu li se ti rezultati zadovoljavajući ova bi tehnika, kažu istraživači, mogla postati brz i neinvazivan tretman za mušku neplodnost koja pogađa jednog od 35 muškaraca i čini oko 30% svih problema s plodnošću. 

Protetski udovi s osjetom 

Međunarodni istraživači pod vodstvom švicarskog ETH Zürich stvorili su vezu između mozga i robota koja osobama s amputacijom pruža prirodnije osjećaje dok hodaju na svojim protezama. Nova metoda, pokazalo je istraživanje objavljeno u časopisu Nature Communications, povećava brzinu korisnika proteza sudionika i njihovo samopouzdanje.

Inspiraciju za protokol neuro-robotske stimulacije kojom se u robotske udove vraća prirodni osjet, istraživači su pronašli u biološkim sustavima. Testiranja ukazuju na to da biomimetička neurostimulacija, izvedena iz računalnog modela koji replicira neurone na tabanima, manje opterećuje mozak i pacijentima omogućava da se koncentriraju na druge stvari dok hodaju.

Nanodijamanti hlade odjeću

Istraživači australskog Sveučilišta RMIT iskoristili su nanodijamante kako bi izradili pametni tekstil koji može brže ohladiti ljude. Temperatura pamučne tkanine obložena nanodijamantima postupkom elektropredenja može se ohladiti za dva do tri stupnja više od netretiranog pamuka. Nanodijamanti izvlače tjelesnu toplinu i otpuštaju je iz tkanine zahvaljujući svojoj nevjerojatnoj toplinskoj vodljivosti. 

Ovaj bi se materijal, opisan u časopisu Polymers for Advanced Technologies, mogao koristiti za izradu zaštitne opreme i sportske opreme, a pošto nanodijamanti povećavaju i UV zaštitu, od njega bi se mogla izrađivati i ljetna odjeća. 

"Iako se 2 ili 3 stupnja možda ne čine kao velika promjena, oni uvelike utječu na osjećaj ugode i zdravlje čovjeka, ali i na potrošnju energije za klima uređaje", kažu istraživači koji smatraju da bi se njihov materijal mogao koristiti i za zaštitu zgrada od pregrijavanja. 

Čip radi na svjetlost

Istraživači Sveučilišta u Pennsylvaniji razvili su novi, silicij-fotonski (SiPh) računalni čip koji koristi svjetlost umjesto električne energije. To bi, kažu, moglo poboljšati obuku modela umjetne inteligencije poboljšanjem brzine prijenosa podataka i, učinkovitije, smanjenjem količine potrošene električne energije.

Osim bržeg izvođenja računanja i uz manju potrošnju električne energije SiPh čipovi, predstavljeni u časopisu Nature Photonics, mogli bi riješiti i problem privatnosti podataka. Budući da čip može izvoditi više računanja paralelno, nema potrebe za pohranjivanjem informacija u radnu memoriju dok se izvode proračuni. "Nitko ne može provaliti u nepostojeću memoriju kako bi pristupio vašim informacijama", objašnjavaju istraživači.

Neuroni koji predviđaju što ćemo reći

Iako se govor obično čini laganim, ljudski mozak pritom izvodi mnoge složene kognitivne korake, uključujući smišljanje riječi koje želimo izgovoriti, planiranje artikulacijskih pokreta i proizvodnju željenih vokalizacija. Sve to odvija se iznenađujuće brzo, s otprilike tri riječi u sekundi u prirodnom govoru i s nevjerojatno malo pogrešaka. Pokušavajući otkriti kako se i zašto to događa, istraživači Opće bolnice u Massachusettsu (MGH) upotrijebili su sofisticirane metode snimanja mozga.

Uz pomoć Neuropixels sonde za snimanje aktivnosti pojedinačnih neurona u prefrontalnom korteksu, frontalnoj regiji ljudskog mozga, identificirali su stanice uključene u proizvodnju jezika i otkrili da postoje zasebne grupe neurona u mozgu posvećene govoru i slušanju. Tako je nastala detaljna mapu načina na koji se govorni zvukovi poput suglasnika i samoglasnika predstavljaju u mozgu mnogo prije nego što su izgovoreni. Ova otkrića, predstavljena u časopisu Nature, pomoći će nam da bolje shvatimo i onda liječimo razne govorne i jezične poremećaje.

Iako su manje su od širine ljudske vlasi, Neuropixels sonde sadrže stotine kanala koji mogu istovremeno bilježiti aktivnost desetaka ili čak stotina pojedinačnih neurona, objašnjavaju istraživači. Ova je tehnologija istraživačima omogućila da predvide koja će kombinacija suglasnika i samoglasnika biti proizvedena prije nego se riječi stvarno izgovore. Ta bi se sposobnost mogla iskoristiti za izradu umjetnih protetika ili sučelja mozak-stroj sposobnih za proizvodnju sintetičkog govora.

Hakiranjem mozga do sjećanja

Tehnologija dubokog mozga ne može vas podsjetiti jeste li već isključili pećnicu, ali istraživanje Sveučilišta Wake Forest (WFU) i Sveučilišta Južne Kalifornije (USC) pokazalo je da može pomoći ljudima da se prisjete određenih slika s većom lakoćom. Istraživači su ugradili moždane elektrode epileptičarima kako bi s pomoću njih locirali epicentre napadaja. Pritom su koristili računalni model koji prati moždanu aktivnost osobe kako bi pokušali otkriti obrasce usklađene sa sjećanjem na određene slike. Model je generirao obrasce stimulacije za svakog pojedinca, a ti su obrasci bili povezani s pamćenjem slika životinja, zgrada, biljaka, alata i vozila.

Umjetno vraćanje tih neuronskih "kodova" dubokom stimulacijom mozga, pokazali su rezultati testiranja predstavljeni u časopisu Frontiers in Computational Neuroscience, poboljšava  prisjećanja osoba s oštećenim pamćenjem. To znači, kažu istraživači, da bi se na temelju ovih istraživanja moglo utjecati na povratak funkcije pamćenja kod osoba koje boluju od Alzheimerove bolesti, posljedica moždanog udara ili traumatskih ozljeda glave.

Istraživači namjeravaju nastaviti usavršavati svoj model ne bi li otkrili kako se osnovne informacije kodiraju i dohvaćaju u hipokampusu. Također žele testirati mogu li se obrasci pamćenja jedne osobe koristiti za poticanje memorije druge osobe. Ako se to pokaže mogućim, to bi značilo da se protetskim sustavom pamćenja može "upisati" memorijski kod u nečiji mozak. A to nas onda vodi razvoju memorijske proteze koja će ljudima pomoći da zadrže i povrate sadržaj pamćenja, kažu istraživači.

Koštani zavoj za napukle kosti

Regeneracija kosti je kompliciran postupak, a trenutno poznate metode olakšavanja regeneracije poput transplantata i primjene faktora rasta skupe su i mnogima nedostupne. No, sad su korejski istraživači predstavili piezoelektrični materijal koji ima sposobnost poboljšanja razvoja koštanog tkiva. Časopis ACS Applied Materials & Interfaces predstavio je izum Odjela za znanost i inženjerstvo materijala (DMSE) pri institutu KAIST i Odjela za inženjerstvo konvergencijskih biosustava na Nacionalnom sveučilištu Chonnam.

Njihova biomimetička skela generira električne signale nakon primjene pritiska korištenjem jedinstvene osteogene sposobnosti hidroksiapatita (HAp), osnovnog kalcijevog fosfatnog materijala koji se nalazi u kostima i zubima, sprječava karijes i često se koristi u pasti za zube.

"Razvili smo piezoelektrični kompozitni materijal na bazi HAp-a koji može djelovati poput koštanog zavoja i ubrzati regeneraciju kostiju", kažu istraživači čiji rad otvara novi smjer izrade biomaterijala.

Biosenzor otkriva svježinu mesa

Unatoč tehnološkom napretku koji meso održava svježim što je duže moguće, neki procesi starenja su neizbježni. Koliko je neko meso staro može se otkriti mjerenjem hipoksantina (HXA) i ksantina. Postoje mnoge metode očitavanja HXA, od plinske kromatografije do spektroskopije nuklearne magnetske rezonancije, ali one mogu biti skupe i dugotrajne te zahtijevaju stručnjake koji će očitavati rezultate. No, sad su vijetnamski istraživači i njihovi ruski kolege razvili efikasan, brz i lako prenosiv biosenzor koji količinu hipoksantina očitava pomoću grafenskih elektroda modificiranih nanočesticama cinkovog oksida.

Senzor, predstavljen u časopisu AIP Advances, izrađuje se pomoću poliimidnog filma koji se pomoću pulsirajućeg lasera pretvara u porozni grafen. Dodane nanočestice cinkovog oksida privlače molekule HXA na površinu elektrode. Kada HXA stupi u interakciju s elektrodom, oksidira i prenosi svoje elektrone, povećavajući napon elektrode. Linearni odnos između HXA i povećanja napona omogućuje jednostavno određivanje sadržaja HXA. Testiranja na svinjskim filetima kupljenim u supermarketu pokazala su da je senzor točan u više od 98% slučajeva. 

Jednosmjerno staklo 

Istraživači Sveučilišta Aalto stvorili su novu vrstu metamaterijala s nerecipročnim magnetoelektričnim (NME) učinkom. NME efekt podrazumijeva vezu između specifičnih svojstava materijala, njegove magnetizacije i polarizacije te različitih komponenti polja svjetlosti ili drugih elektromagnetskih valova. NME učinak zanemariv je u prirodnim materijalima, ali znanstvenici ga pokušavaju poboljšati s pomoću metamaterijala i metapovršina zbog tehnološkog potencijala koji bi se time oslobodio.

Novi materijal, opisan u časopisu Nature Communications, otvara mogućnost izrade istinski jednosmjernog stakla. Stakla koja se trenutno prodaju kao "jednosmjerna" zapravo su poluprozirna i propuštaju svjetlost u oba smjera. Kada je svjetlina različita između dvije strane, na primjer unutar i izvan prozora, ono se ponaša kao jednosmjerno staklo. Ali jednosmjerno staklo temeljeno na NME-u ne bi trebalo razliku u svjetlini jer svjetlost može proći kroz njega samo u jednom smjeru. 

"S takvim staklom na prozorima zgrada ili automobila drugi ne bi nikad mogli vidjeti unutra, bez obzira na svjetlinu vani, dok biste vi uživali u savršenom pogledu sa svog prozora", objašnjavaju istraživači koji vjeruju da bi njihovo jednosmjerno staklo moglo solarne ćelije učiniti učinkovitijima blokiranjem toplinskih emisija koje postojeće ćelije zrače natrag prema suncu, što pak smanjuje količinu energije koju hvataju.

Pametna rukavica uči nove vještine

Istraživači MIT-ovog Laboratorija za računalnu znanost i umjetnu inteligenciju (CSAIL) razvili su izvezenu pametnu rukavicu koja može uhvatiti, reproducirati i prenijeti upute temeljene na dodiru. Istraživači su razvili i jednostavan agent za strojno učenje koji se prilagođava načinu na koji različiti korisnici reagiraju na taktilnu povratnu informaciju, optimizirajući njihovo iskustvo. Novi sustav, predstavljen u časopisu Nature Communications, mogao bi pomoći u podučavanju ljudi fizičkim vještinama, poboljšati teleoperaciju brzog robota i pomoći u obuci u virtualnoj stvarnosti.

Nosivi sustav prilagođava se korisniku; računalo izrađuje izrez na temelju mjera ruke, a zatim stroj za vezenje ušiva senzore i dodirne elemente. U roku od 10 minuta, mekani nosivi uređaj od tkanine spreman je za nošenje. U početku obučen na 12 dodirnih odgovora korisnika, njegov prilagodljivi model strojnog učenja treba samo 15 sekundi novih korisničkih podataka za personalizaciju povratnih informacija.

"Ovo je prvi korak u izradi personaliziranih AI agenata koji kontinuirano prikupljaju podatke o korisniku i okolini", kažu istraživači navodeći prednosti svog izuma, od stvaranja impresivnijih iskustava u virtualnoj stvarnosti, do omogućavanja taktilnih osjećaja u videoigrama, gdje bi igrači mogli opipati okolinu kako bi izbjegli prepreke. Uz to, kažu, ovakve bi rukavice bile idealne u virtualnim tečajevima za kirurge, vatrogasci i pilote. 

No, zašto stati samo na prstima? S jačom taktilnom povratnom spregom, na isti bi se način mogla voditi stopala, kukove i druge dijelove tijela, manje osjetljivi na podražaje od ruku, zaključuju tvorci pametne rukavice.