Samoreplicirajući roboti, kolica pokretana umom i oči iz uzgoja

Istraživači Sveučilišta Texas u Austinu pokazali su da tetraplegičari mogu upravljati mentalno kontroliranim invalidskim kolicima u prirodnom, pretrpanom okruženju

Mladen Smrekar subota, 26. studenog 2022. u 06:00

Inženjeri Sveučilišta Stanford razvili su novi materijal za 3D ispis u nanorazmjerima i upotrijebili ga za ispis minijaturnih rešetki koje su istovremeno jake i lagane. U radu, objavljenom u Scienceu, pokazali su da novi materijal može apsorbirati dvostruko više energije nego drugi 3D ispisani materijali usporedive gustoće. U budućnosti bi se njihov izum mogao koristiti za stvaranje bolje lagane zaštite za lomljive dijelove satelita, dronova i mikroelektronike.

Malen, ali čvrst Stanfordov logotip izrađen je 3D ispisom u nanorazmjerima
Malen, ali čvrst Stanfordov logotip izrađen je 3D ispisom u nanorazmjerima

Istraživači su metalne nanoklastere kombinirali s akrilatima, epoksidima i proteinima čime su ubrzali proces ispisa na 100 milimetara u sekundi, što je oko 100 puta brže nego ispisom proteina na nanoskali. Uz kompozit nanoklastera i polimera, sve su strukture pokazale impresivnu kombinaciju apsorpcije energije, čvrstoće i mogućnosti oporavka – u biti sposobnost gnječenja i vraćanja.

"Butterfly Bot", plivački rekorder

Crpeći inspiraciju iz biomehanike raže mante, istraživači Državnog sveučilišta Sjeverne Karoline (NC State), razvili su energetski učinkovite mekane robote koji mogu plivati više od četiri puta brže od prijašnjih mekih robota. Nazivaju ih i "leptirobotima"  jer njihovo plivanje podsjeća na pokrete ruku plivača leptirovim stilom.

Roboti leptiri svoju moć plivanja dobivaju iz svojih krila koja su "bistabilna", što znači da krila imaju dva stabilna stanja. Ova bistabilna krila, inspirirana kopčom za kosu, pričvršćena su na meko, silikonsko tijelo. Korisnici kontroliraju prebacivanje između dva stabilna stanja u krilima pumpanjem zraka u komore unutar mekog tijela. Dok se te komore napuhuju i ispuhuju, tijelo se savija gore-dolje – tjerajući krila da se kreću naprijed-natrag.

Roboti leptiri plivaju pomoću "bistabilnih" krila
Roboti leptiri plivaju pomoću "bistabilnih" krila

Razviljene su dvije vrste robota; ona brža može otplivati 3,74 duljine tijela u sekundi, dok druga, okretnija, postiže brzinu od 1,7 duljina tijela u sekundi. Brži robot ima samo jednu "pogonsku jedinicu", svoje mekano tijelo koje kontrolira oba njegova krila, dok manevarski robot koristi dvije pogonske jedinice koje omogućuju manipuliraju samo jednim ili s oba krila istovremeno. 

Kretanje kolicima pomoću uma 

Umno kontrolirana invalidska kolica mogu pomoći paraliziranoj osobi da stekne novu pokretljivost prevođenjem misli korisnika u mehaničke naredbe. Istraživači Sveučilišta Texas u Austinu sada su pokazali da tetraplegičari mogu upravljati mentalno kontroliranim invalidskim kolicima u prirodnom, pretrpanom okruženju, o čemu su izvijestili u časopisu iScience.

Smjer kretanja bira se razmišljanjem o pomicanju obje ruke za skretanje lijevo i obje noge za skretanje desno
Smjer kretanja bira se razmišljanjem o pomicanju obje ruke za skretanje lijevo i obje noge za skretanje desno

Dakako ta se vještina ne stječe preko noći; sudionici testiranja vježbali su tri puta tjedno tijekom pet mjeseci. Na glavi su nosili kapu koja je detektirala njihove moždane aktivnosti putem elektroencefalografije (EEG) i potom ih pretvarala u mehaničke naredbe za invalidska kolica putem uređaja za sučelje mozak-stroj.

Motorna invalidska kolica opremljena su RGB-D kamerom, laserskim daljinomjerom i malim monitorom za povratne informacije
Motorna invalidska kolica opremljena su RGB-D kamerom, laserskim daljinomjerom i malim monitorom za povratne informacije

"Čini se da je za postizanje dobre kontrole sučelja mozak-stroj koja mu omogućuje obavljanje relativno složenih dnevnih aktivnosti poput vožnje invalidskih kolica u prirodnom okruženju potrebna neuroplastična reorganizacija u našem korteksu", kažu istraživači koji sad žele detaljno analizirati moždane signale svih sudionika kako bi razumjeli uočene razlike i usavršili procese učenja.

Mekani uređaji s algama svijetle u mraku

Istraživači Kalifornijskog sveučilišta u San Diegu izradili su mekane uređaje s algama koje  svijetle u mraku, kad ih se podvrgne mehaničkom stresu. Ovi uređaji idealni su za istraživanje dubokih voda i drugih mračnih područja jer im ne treba nikakva elektronika za osvjetljenje, napisali su u časopisu Nature Communications.

Istraživači su ubrizgali otopinu kulture dinoflagelata Pyrocystis lunula u šupljinu mekog, rastezljivog, prozirnog materijala. Kada se materijal pritisne, rastegne ili na bilo koji način deformira, otopina prodire u materijal, a mehanički stres protoka pokreće dinoflagelate da svijetle. Uređaji su toliko osjetljivi da je čak i lagani dodir dovoljan da zasjaje. 

Magnetski upravljani mekani mekanoluminiscentni robot sa zatvorenim sustavom
Magnetski upravljani mekani mekanoluminiscentni robot sa zatvorenim sustavom

Uređaji se mogu puniti svjetlom jer su dinoflagelati fotosintetski, što znači da koriste sunčevu svjetlost za proizvodnju hrane i energije. Svjetlo na uređajima tijekom dana daje im sok koji im je potreban da svijetle tijekom noći. Sve dok se ponovno pune sunčevom svjetlošću, mogu se koristiti iznova i iznova najmanje mjesec dana.

Potencijal jata robota 

Istraživači MIT-a napravili su veliki iskorak prema stvaranju robota koji bi mogli praktično i ekonomično sastaviti gotovo sve, uključujući stvari mnogo veće od njih samih, od vozila preko zgrada do većih robota. 

Rad sveučilišnog Centra za bitove i atome (CBA), objavljen u časopisu Nature Communications Engineering, temelji se na godinama istraživanja, uključujući nedavne studije koje pokazuju da se objekti poput deformabilnog krila aviona i funkcionalnog trkaćeg automobila mogu sastaviti od sićušnih identičnih laganih dijelova. 

MIT-ovi istraživači sad su pokazali da se i roboti za sastavljanje i komponente strukture koja se gradi mogu sastaviti od istih podjedinica, a roboti se mogu kretati neovisno u velikom broju kako bi brzo izvršili sklopove velikih razmjera. Ovaj rad utire u budućnost u kojoj će potpuno autonomni samoreplicirajući robotski sustavi biti sposobni sastavljati veće strukture, uključujući veće robote, i planirati najbolji slijed izrade.

Laboratorijski uzgojene male oči

Istraživači su uzgojili "male oči" koje omogućuju proučavanje i bolje razumijevanje razvoja sljepoće kod rijetke genetske bolesti, Usherovog sindroma. 3D mini oči, poznate kao organoidi, uzgojene su iz matičnih stanica dobivenih iz uzoraka kože koje su donirali pacijenti u dječje bolnice Great Ormond Street (GOSH).  

Ove "male oči" važan su iskorak jer prethodna istraživanja na životinjskim stanicama nisu mogla oponašati vrstu gubitka vida tipičnu za Usherov sindrom
Ove "male oči" važan su iskorak jer prethodna istraživanja na životinjskim stanicama nisu mogla oponašati vrstu gubitka vida tipičnu za Usherov sindrom

U zdravom oku štapićaste stanice koje otkrivaju svjetlost raspoređene su mrežnici. U ovom istraživanju, objavljenom u Stem Cell Reports, istraživači su te štapićaste stanice natjerali da se organiziraju u slojeve koji oponašaju njihovu organizaciju u mrežnici, stvarajući tako "mini oko".

"Mini oči" razvijene u ovom istraživanju omogućit će znanstvenicima proučavanje stanica koje osjete svjetlo iz ljudskog oka na individualnoj razini, detaljnije nego prije, i tako spriječiti napredovanje i pogoršanje bolesti.

Jeftino rješenje za nosivu elektroniku

Vezenje niti koje generiraju energiju na tkaninu omogućilo je istraživačima Državnog sveučilišta Sjeverne Karoline da u odjeću ugrade samonapajajući, numerički touchpad i senzore pokreta. U studiji objavljenoj u časopisu Nano Energy, oni su istestirali više dizajna pređe koja generira energiju.

Bakrene žice s tankim premazom poliuretana zašivene su u pamučnu tkaninu s PTFE materijalom
Bakrene žice s tankim premazom poliuretana zašivene su u pamučnu tkaninu s PTFE materijalom

Otkrili su da PTFE tkanina ima najbolje performanse kad je u kontaktu s bakrenim žicama obloženim poliuretanom, u usporedbi s drugim vrstama tkanina koje su testirali, uključujući pamuk i svilu. Također su testirali premazivanje uzoraka vezova plazmom kako bi povećali učinak.

Budući da će se tekstilni proizvodi neizbježno prati, ispitali su trajnost dizajna veza u nizu testova pranja i trljanja. Nakon ručnog pranja i ispiranja veza deterdžentom, te sušenja u pećnici, nisu ustanovili nikakvu razliku ili blagi porast napona. U budućem radu planiraju integrirati svoje senzore s drugim uređajima kako bi im dodali više funkcija.

Materijal uči i prilagođava se uvjetima

Strojarski inženjeri Kalifornijskog sveučilišta u Los Angelesu (UCLA) osmislili su novu klasu materijala koji s vremenom mogu naučiti ponašanje i razviti vlastitu "mišićnu memoriju", omogućujući prilagodbu u stvarnom vremenu promjenjivim vanjskim silama.

Materijal je izrađen od strukturnog sustava s podesivim gredama koje mu omogućuju promjenu oblika i ponašanja kao odgovor na dinamičke okolnosti. Nalazi studije, koji između ostalog imaju implikacije na izgradnju zgrada, razvoj zrakoplova i tehnologije snimanja, objavljeni su u časopisu Science Robotics.

Koristi li se u krilima zrakoplova, ovaj materijal može naučiti mijenjati oblik krila ovisno o obrascima vjetra tijekom leta. Ovaj materijal također može sam prilagoditi krutost u određenim dijelovima građevinske strukture kako bi se povećala njegova stabilnost u potresu ili drugim prirodnim katastrofama.

📢 Uštedi do 12%

iPad

Idealni za kreativce i svakodnevnu uporabu!

769,99€ 5.801,49 kn 875,84€ Kupi

📢 3 godine jamstva

VERBATIM SSD

128GB, Vi550 S3, SATA 3, 2.5", 560/430 MB/s

22,99€ 173,22 kn Kupi


Viši standard za kućno kino

MARANTZ Cinema 60 DAB

7.2-kanalni AV prijemnik visokih performansi s pojačanjem od 100 W po kanalu, Dolby Atmos, DTS:X, 8K Ultra HD i HEOS ugrađenim streamingom.

1.412,17 € 10.639,99 kn Kupi

Besprijekorna kvaliteta zvuka

KEF LSX II

Jednostavno streamajte bilo što uključujući AirPlay 2, Chromecast, Spotify i Tidal ili neprimjetno povežite LSX II s drugim uređajima.

1.499,63 € 11.298,96 kn Kupi