Inženjeri Sveučilišta Northwestern razvili su novi nanoelektronički uređaj koji izvršava precizne zadatke klasifikacije strojnog učenja na dosad energetski najučinkovitiji način. Koristeći tek stoti dio energije trenutnih tehnologija, uređaj može obraditi velike količine podataka i izvršavati UI zadatke u stvarnom vremenu bez prijenosa podataka u oblak radi analize.

Rezultati testiranja, objavljeni u časopisu Nature Electronics, pokazuju da ovaj nanoelektronički uređaj učinkovito i ispravno identificira nepravilan rad srca i određuje podvrstu aritmije između šest različitih kategorija s gotovo 95% točnosti te uz to štedi kritično vrijeme i štiti privatnost pacijenta.

Optimizirani semafori smanuju gužve

Prometne gužve nisu samo frustrirajuće, već su i štetne za okoliš. Ali što kad bismo mogli upotrijebiti umjetnu inteligenciju za optimizaciju semafora i smanjenje tih emisija? To je ideja koja stoji iza Green Lighta, Googleove istraživačke inicijative koja semafore želi učiniti pametnijima i zelenijima. Green Light koristi UI i Google Maps trendove vožnje i koordinira nekoliko susjednih raskrižja kako bi se stvorili valovi zelenih svjetala. 

Green Light može analizirati tisuće raskrižja istovremeno, poboljšavajući protok kroz više raskrižja u gradu. Preporuke temeljene na umjetnoj inteligenciji rade s postojećom infrastrukturom i prometnim sustavima, a gradski inženjeri mogu pratiti učinak i vidjeti rezultate u roku od nekoliko tjedana.

Green Light trenutno upravlja sa 70 raskrižja u 12 gradova, od Haife do Rio de Janeira i Bangalorea. Prve brojke ukazuju na potencijal jer se zaustavljanja na semaforima tako mogu smanjiti za 30%, a emisije na raskrižjima za 10%. 

Autonomna robotska igla

Istraživači i liječnici Sveučilišta Sjeverne Karoline u Chapel Hillu demonstrirali su robotsku upravljivu iglu sposobnu samostalno manevrirati kroz živo tkivo, izbjegavajući anatomske prepreke. Ovo rješenje, predstavljeno u online izdanju Science Roboticsa, omogućava dosizanje ciljeva koji se ne mogu dohvatiti ni standardnim niti robotskim bronhoskopom.

Novi uređaj može se koristiti u biopsijama, intravenskim umetanjima, davanju lijekova, uzorkovanju krvi, pa čak i regionalnoj anesteziji. Sljedeći je korak tehnologiju učiniti jednostavnijom za korištenje i udobnijom za pacijente.  

Ping pong loptice, idealni izolatori

Ako vam smetaju niskofrekventni urbani zvukovi tada skromna loptica za stolni tenis nudi jeftin način da ih blokirate, pokazuje studija objavljena u Journal of Applied Physics. Istraživači Sveučilišta u Lilleu i Nacionalnog tehničkog sveučilišta u Ateni loptice su iskoristili kao Helmholtzove rezonatore (HR), spremnike posebno dizajnirane za apsorpciju određenih zvučnih frekvencija. 

Koristeći kombinaciju matematičkog modeliranja i stvarnog eksperimentiranja, istraživači su pokazali način na koji se višestrukim rezonatorima može manipulirati kako bi kontrolirale zvučne frekvencije. Potencijal ove meta površine nadilazi zvučnu izolaciju i može se proširiti kako bi se postigle različite funkcije slične drugim meta površinama,  od fokusiranja zvuka, preko nekonvencionalne refleksije, do manipulacije prijenosom zvuka.

Obrana od kibernetičkih napada na robote

Australski istraživači razvili su algoritam umjetne inteligencije za otkrivanje i zaustavljanje kibernetičkog napada na vojnog robota u nekoliko sekundi. Algoritam, predstavljen u IEEE Transactions on Dependable and Secure Computing, navodno nadmašuje druge metode otkrivanja kibernetičkih napada. Algoritam osmišljen na Sveučilištu Južne Australije (UniSA) koristi neuronske mreže dubokog učenja koje oponašaju rad ljudskog mozga kako bi obučili operacijski sustav robota da prepozna potpis MitM napada kojim hakeri presreću i mijenjaju komunikaciju između dvije strane.

Sustav, kažu, može rukovati velikim skupovima podataka, prikladnim za osiguranje velikih sustava koji se temelje na podacima u stvarnom vremenu kao što je ROS, a algoritam će se testirati i na drugim robotskim platformama, poput dronova, koji imaju bržu i složeniju dinamiku od zemaljskih robota.

Bioničke oči

Istraživači Odsjeka za inženjerstvo električnih i računalnih sustava na Sveučilištu Monash otkrili su novi način mapiranja fosfena, vizualne percepcije svijetlih bljeskova koje vidimo kada svjetlost ne ulazi u oko, kako bi poboljšali ishod operacije nakon ugradnje "bioničkog oka". Ove kortikalne vizualne proteze implantiraju se u mozak kako bi vratile vid izravnim stimuliranjem vidnog korteksa, zaobilazeći oštećenje mrežnice oka ili vidnog živca.

Tipična proteza sastoji se od niza finih elektroda, od kojih je svaka dizajnirana da pokrene fosfen. S obzirom na ograničeni broj elektroda, razumijevanje načina na koji se elektrode mogu najbolje postaviti za generiranje korisnih percipiranih slika postaje kritično. Proces, opisan u Journal of Neural Engineering,  započinje MRI skeniranjem kako bi se prikazala površina mozga primatelja u području vidnog korteksa. Zatim se identificiraju potencijalne lokacije implantata, a simulacija razvijena u istraživanju Monasha koristi se za iscrtavanje mapa fosfena. Sve se opcije na kraju provjeravaju psihofizičkim testovima pomoću naglavnika za virtualnu stvarnost.

Lakše pakiranje u skučenom prostoru

Istraživači MIT-a iskoristili su difuzijski model generativne umjetne inteligencije nazvan Diffusion-CCSP kako bi riješili problem pakiranja puno predmeta u skučeni prostor. Njihova metoda koristi zbirku modela strojnog učenja, od kojih je svaki obučen da predstavlja jednu specifičnu vrstu ograničenja. Ovi se modeli kombiniraju kako bi generirali globalna rješenja za problem pakiranja, uzimajući u obzir sva ograničenja odjednom.

Njihova je metoda uspjela generirati učinkovita rješenja brže od drugih tehnika i proizvela je veći broj uspješnih rješenja u istom vremenu. Važno je da je njihova tehnika također bila u stanju riješiti probleme s novim kombinacijama ograničenja i većim brojem objekata koje modeli nisu vidjeli tijekom obuke.

Zbog ove mogućnosti generalizacije, ova se tehnika može koristiti za podučavanje robota kako razumjeti i ispuniti ukupna ograničenja problema pakiranja, izbjegavati sudare ili postavljati objekt do objekta. Roboti obučeni na ovaj način mogli bi se primijeniti na široku lepezu složenih zadataka, od ispunjavanja narudžbi u skladištu do organiziranja police za knjige.

Kineski podvodni teleskop za lov na neutrine

Svake sekunde oko 100 milijardi "čestica duhova", neutrina, prođe kroz svaki kvadratni centimetar vašeg tijela. Pa ipak, vjerno njihovom sablasnom nadimku, nepostojeći električni naboj neutrina i masa gotovo nula znače da oni jedva stupaju u interakciju s drugim vrstama materije. Ali usporavanjem neutrina, fizičari mogu pratiti podrijetlo nekih čestica milijardama svjetlosnih godina daleko do drevnih, kataklizmičkih zvjezdanih eksplozija i galaktičkih sudara.

Kineski nadolazeći tropski dubokomorski neutrinski teleskop tražit će porijeklo kozmičkih zraka u trenutnim bljeskovima svjetlosti 3500 metara ispod površine oceana. Hai ling ("oceansko zvono" na kineskom) bit će usidren za morsko dno zapadnog Tihog oceana. Po završetku radova 2030. godine skenirat će rijetke bljeskove svjetlosti koje stvaraju neuhvatljive čestice koje nakratko postanu opipljive u oceanskim dubinama.

Gigantski detektor sastojat će se od više od 24.000 optičkih senzora razapetih preko 1211 žica, svake dugačke 700 m, koji će se uzdizati prema gore od svoje sidrišne točke na morskom dnu. Detektor će biti raspoređen u obliku Penroseovih pločica i imat će promjer 4 kilometra). Kada bude u funkciji, skenirat će neutrine na 7,5 kubičnih kilometara, objasnili su tvorci detektora u časopisu Nature Astronomy.

Nova metoda reciklira 98% litija iz baterija

Istraživači Tehnološkog sveučilišta Chalmers u Švedskoj osmislili su novi i učinkovit način recikliranja metala iz istrošenih baterija električnih automobila. Metoda, predstavljena u časopisu Separation and Purification Technology omogućuje obnavljanje 100 posto aluminija i 98 posto litija u baterijama električnih automobila. U isto vrijeme, gubitak vrijednih sirovina kao što su nikal, kobalt i mangan sveden je na minimum. U procesu nisu potrebne skupe ili štetne kemikalije jer istraživači koriste oksalnu kiselinu – organsku kiselinu koja se može pronaći u biljnom svijetu.

S novom metodom istraživači mijenjaju redoslijed i prvo dobivaju litij i aluminij. Tako mogu smanjiti rasipanje vrijednih metala potrebnih za izradu novih baterija.  Potonji dio procesa, u kojem se crna smjesa filtrira, podsjeća na kuhanje kave. Dok aluminij i litij završe u tekućini, ostali metali ostaju u "krutinama". Sljedeći korak u procesu je odvajanje aluminija i litija.

"Budući da metali imaju vrlo različita svojstva, ne mislimo da će ih biti teško razdvojiti. Naša je metoda obećavajući novi put za recikliranje baterija – put koji definitivno zahtijeva daljnje istraživanje", kažu istraživači.  

Nova tehnologija smanjuje turbulenciju leta za 80%

Nekoliko studija pokazalo je da turbulencije rastu zbog klimatskih promjena, ali jedna austrijska tvrtka tvrdi da je razvila sustav koji u većoj mjeri rješava ovaj problem. Tvrtka Turbulence Solutions sa sjedištem u Beču namjerava umanjiti posljedice turbulencija praćenjem, predviđanjem i upravljanjem nemirima pomoću kombinacije senzora, lidara i softvera za kontrolu leta.

Njihov sustav za poništavanje turbulencije "sposoban je smanjiti opterećenje turbulencije koje osjećaju putnici za više od 80% koristeći se suzbijanjem otklona kontrolne površine". Sastoji se od dva metra dugih šipki sa senzorima pričvršćenim na krila aviona. Oprema detektira male fluktuacije tlaka zraka duž različitih dijelova trupa aviona i namješta krila na odgovarajući način čime se letjelica stabilizira na način na koji ptice koriste perje. Prikupljeni podaci prolaze kroz program za suzbijanje turbulencije koji odlučuje unutar milisekundi. Tlak zraka se mjeri diferencijalno i tako se može očitati smjer strujanja zraka, a iz njega predvidjeti i smjer i veličina turbulencije.

Suzuki MOQBA: motocikl koji se penje stepenicama

Suzuki je napravio veliki skok u budućnost urbane mobilnosti svojim najnovijim konceptom, MOQBA (Modular Quad Based Architecture). Ovo revolucionarno vozilo, predstavljeno na Japan Mobility Showu, kombinira kotače i noge: šasija mu se sastoji od četiri mala električna kotača, svaki montiran na robotsku nogu s tri stupnja slobode. Ovaj robotski okvir pričvršćen je na strukturu dvostrukog bumeranga.

Jedna od najistaknutijih značajki MOQBA je njegova sposobnost svladavanja prepreka, uključujući stepenice, i mogućnost stabilnog kretanja po neravnom terenu. 
Modularni dizajn omogućuje širok raspon priključaka koji ga iz motocikla učas pretvaraju u invalidska kolica, nosila, robotsku ruku ili košaru za nošenje. 

Fotonski čip za prijenos podataka velikog kapaciteta

S rastom umjetne inteligencije, 5G sustava, računalstva u oblaku i interneta stvari, za podatkovnu komunikaciju potrebni su odašiljači iznimno velikih kapaciteta. Ultrabrza optička modulacija bitna je tehnologija za odašiljače velikog kapaciteta. Optički modulatori velike brzine privukli su značajan interes. Značajan napredak postignut je korištenjem različitih mehanizama u različitim materijalnim sustavima.

U novom radu objavljenom u Light: Advanced Manufacturing, znanstvenici Sveučilišta Zhejiang (ZJU) predstavili su kompaktni fotonski čip litij-niobat na izolatoru (LNOI). Čip ima kaskadni transport i uniformnost kanala. Eksperimentalno, predloženi čip omogućuje prijenos podataka visokog kapaciteta od 320 Gbps OOK signala i 400 Gbps PAM4 signala uz nisku potrošnju energije od 11,9 fJ/bit. Ovo ukazuje na ogroman potencijal za veliku fotonsku integraciju LN-a i sjajnu perspektivu LNOI-a u pogledu njegove široke upotrebe u integriranim fotonskim uređajima.

Memorija pokretana svjetlom

Na Korejskom institutu za znanost i tehnologiju (KIST) razvili su novi nulto-dimenzionalni i dvodimenzionalni (2D-0D) poluvodički materijal za umjetne spojeve i promatrali učinak memorije sljedeće generacije koju pokreće svjetlo. Prijenos podataka između računalnih dijelova i dijelova za pohranu višerazinskog računala pomoću svjetlosnih umjesto električnih signala može dramatično povećati brzinu obrade.

Novi materijal, nastao spajanjem kvantnih točaka u strukturu jezgre i ljuske s cinkovim sulfidom (ZnS) na površini kadmijeva selenida (CdSe) i poluvodiča molibdenovog sulfida (MoS2), omogućava pohranu i manipulaciju elektroničkih stanja unutar kvantnih točaka veličine 10 nm ili manje. To će, pohvalili su se korejski istraživači, ubrzati implementaciju UI sustava koje je dosad bilo teško komercijalizirati zbog tehničkih ograničenja proizašlih iz minijaturizacije i integracije postojećih silicijskih poluvodičkih uređaja.