NASA-in laboratorij JPL započeo je rigorozno testiranje procesora visoke učinkovitosti za svemirske letove (HPSC). Ovaj "sustav na čipu" (SoC) otporan na zračenje dizajniran je da izdrži ekstremne temperature i elektromagnetska zračenja u dubokom svemiru. Prvi rezultati pokazuju da čip radi do 500 puta brže od procesora koji se trenutačno koriste u svemirskim letjelicama.

Svemirsko zračenje čip podnosi zahvaljujući posebnom hardverskom dizajnu otpornom na radijaciju, a napredna višeslojna arhitektura otporna na pogreške sprečava da visokoenergetske čestice izazovu rušenje sustava ili prisilno prebacivanje letjelice u sigurni način rada. Razvijen u partnerstvu s tvrtkom Microchip Technology, ovaj procesor trebao bi, kažu, autonomnim letjelicama omogućiti korištenje umjetne inteligencije u stvarnom vremenu te drastično ubrzati analizu i slanje podataka s Mjeseca i Marsa na Zemlju.

Svjetlo bez struje

Znanstvenici Sveučilišta Colorado Boulder razvili su tehnologiju koja omogućava emitiranje svjetlosti bez potrošnje električne energije. Korištenjem jednostavnih kemijskih otopina kiselog i bazičnog pH, oni su uspješno aktivirali prirodni sjaj bioluminiscentnih algi Pyrocystis lunula. I ono još važnije: umjesto uobičajenih bljeskova od nekoliko milisekundi, u kiselom okruženju održali su plavi sjaj stabilnim do 25 minuta.

U časopisu Science Advances potanko je objašnjen način na koji su alge ugrađene u hidrogel i 3D printerom oblikovane u čvrste strukture. Unutar gela organizmi preživljavaju tjednima i zadržavaju sposobnost ponovnog svijetljenja, što otvara vrata održivoj rasvjeti, autonomnoj robotici i ekološkim senzorima. Budući da su alge žive, one stvaraju svjetlost bez struje i istovremeno pročišćavaju zrak upijajući ugljični dioksid.

Prvi automatizirani medicinski laboratorij bez ljudi

Sveučilište znanosti u Tokiju otvorilo je inovacijski centar u kojem medicinske eksperimente umjesto znanstvenika izvode strojevi. Laboratorij trenutačno radi s 10 robota i bez ijednog čovjeka na lokaciji. Među njima je humanoidni robot Maholo LabDroid koji s dvije robotske ruke precizno prenosi reagense i upravlja temperaturnom opremom te automatski uzgaja stanice.

Povezivanjem automatizacije s umjetnom inteligencijom, japansko sveučilište do 2040. godine planira uvesti čak 2000 istraživačkih robota kako bi potpuno automatiziralo cijeli znanstveni proces, od postavljanja hipoteza do provjere eksperimenata.

Korak do bioračunala: 3D čip sa živim stanicama mozga

Istraživači Sveučilišta Princeton razvili su 3D biotehnološki uređaj koji kombinira oko 70.000 živih bioloških neurona s naprednom elektronikom za prepoznavanje uzoraka. Za razliku od dosadašnjih 2D kultura u laboratorijskim posudama, ovaj sustav koristi fleksibilnu trodimenzionalnu metalnu mrežicu presvučenu epoksidom kao skelu oko koje rastu meki neuroni. Detalji su opisani u časopisu Nature Electronics.

Ukratko, mreža sadrži desetke mikroskopskih elektroda koje prate i stimuliraju električnu aktivnost stanica iznutra prema van. Sustav je uspješno treniran za prepoznavanje prostornih i vremenskih uzoraka impulsa, što bi moglo riješiti problem goleme potrošnje energije u modernoj umjetnoj inteligenciji.

Moćni Li-S za dvostruko dulji let dronova

Istraživači kineskog Sveučilišta Tsinghua razvili su litij-sumpornu bateriju koja bi mogla udvostručiti vrijeme leta komercijalnih dronova. Uvođenjem "premedijatorske" molekule, koja se aktivira tek početkom kemijske reakcije, znanstvenici su riješili dugogodišnji problem nestabilnosti i gubitka energije unutar baterije. Riječ je o aktivnom kemijskom stabilizatoru, molekuli koja se sama aktivira u idealnom trenutku, štiteći unutrašnjost baterije od gubitka energije i propadanja.

Ovaj pristup, opisan u časopisu Nature, smanjio unutarnji otpor za 75 posto, a prototip je postigao impresivnu gustoću energije od 549 Wh/kg. Baterija je u laboratorijskim testovima zadržala 82 posto kapaciteta nakon 800 ciklusa punjenja, što otvara vrata dugotrajnijim dostavama i inspekcijama dronovima.

Računanje brzinom svjetlosti

MIT-ovi inženjeri razvili su inovativnu tehniku "implozijskog rezbarenja" (implosion carving) za izradu ultra-malih 3D fotoničkih uređaja. Koristeći laser na bazi hidrogela, sustav stvara mikroskopske praznine koje se potom, kroz poseban kemijski proces i sušenje, skupljaju na svega 1/2000 prvotnog volumena. Time su postignute strukture manje od 100 nanometara, što je dovoljno sitno za precizno usmjeravanje vidljive svjetlosti.

Tehnologija, detaljno opisana u časopisu Nature Photonics, uspješno je testirana za optičko računanje pri zadacima klasifikacije podataka, a u budućnosti bi mogla omogućiti iznimno brzu obradu informacija uz minimalnu potrošnju energije. Sustav bi, kažu, prepoznavao stanice tako da bi one u tekućini prolazile kroz mikrofluidni kanal, dok bi se kroz njih istovremeno propuštala svjetlost. 3D nano-struktura bi na temelju jedinstvenog načina na koji različite stanice, poput stanica raka, savijaju i prelamaju to svjetlo trenutačno prepoznala i sortirala bolesne stanice od zdravih.

Nanočestice zlata kao tekućina

Znanstvenici Sveučilišta Tohoku otkrili su da se nanočestice zlata na granici zraka i vode mogu dinamički reorganizirati i ponašati poput tekućine. Premazivanjem čestica posebnim organskim molekulama osjetljivim na toplinu, istraživači su dokazali da male molekularne promjene na površini mogu potaknuti masovnu transformaciju cijelog materijala. 

Ova brza rekonfiguracija blizu fiziološke temperature otvara vrata razvoju prilagodljivih nanomaterijala, mikrofluidnih uređaja i pametne medicine, poput sustava za ciljanu dostavu lijekova koji reagiraju na povišenu toplinu tkiva oko tumora, kažu autori rada objavljenog u časopisu Američkog kemijskog društva JACS.

Prenosni detektor stresa

Inženjeri Sveučilišta Northwestern razvili su bežični, mekani uređaj nalik flasteru koji služi kao nosivi poligraf. Uređaj, predstavljen u časopisu Science Advances, teži manje od 8 grama i lijepi se na prsa. Uz pomoć minijaturnih senzora istovremeno prati rad srca, disanje, znojenje, protok krvi i temperaturu. Podatke šalje na pametni telefon gdje ih analiziraju algoritmi strojnog učenja.

Tehnologija je prvenstveno namijenjena bebama, starijima i kritično bolesnim pacijentima, kažu tvorci ovog nosivog poligrafa koji istražuju mogućnosti ugradnje više senzora u uređaj, uključujući mogućnost mjerenja moždane aktivnosti. To bi, kažu, uređaju koji sad mjeri tjelesni odgovor na stres omogućilo da pokaže i način na koji mozak percipira taj stres.