Australski istraživači izradili su ultrakompaktni AI čip sposoban izvršavati izračune koristeći snagu svjetlosti, brzinom svjetlosti. Prototip nanofotonskog čipa koji iskorištava snagu fotona djelo je uNano Huba Sveučilišta u Sydneyju i mogao bi, vjeruju, odigrati važnu ulogu u razvoju energetski učinkovitijeg AI hardvera i smanjiti ukupni energetski otisak budućih računalnih sustava.

Principi rada detaljno su razrađeni u studiji koju objavljuje časopis Nature Communications. Čip koristi svjetlost koja kroz materijale putuje bez električnog otpora i tako ne generira toplinu. Kako svjetlost prolazi kroz nanostrukture unutar prototipa čipa, te strukture same automatski izvršavaju izračun. Nanostruktura na čipu zauzima desetke mikrometara, otprilike usporedivo s širinom ljudske kose.

Atomski tanki materijal za čipove  

Jedan od ključnih inženjerskih problema današnjice je kako smanjiti računalne čipove bez gubitka performansi. To smanjenje uvelike ovisi o oblikovanju uzoraka, odnosno urezivanju nanoskalnih struktura u materijale. Istraživači Instituta za istraživanje materijala Penn Statea sad su otkrili da atomski tanki 2D materijal kromov oksiklorid (CrOCl) dramatično nadmašuje konvencionalne tvrde materijale za maske.

Ovaj materijal je poput lazanja. Riječ je o slojevitoj strukturi labavo spojenih listova. Kad plazma bombardira površinu, formira se pasivizirajući sloj koji je kemijski inertan i štiti materijal ispod od daljnje reakcije, objašnjavaju istraživači u radu objavljenom u časopisu Nature Materials. Ovaj materijal može se zasebno oblikovati i potom prenijeti na osjetljive materijale za upotrebu u fleksibilnoj elektronici ili specijaliziranim senzorskim platformama.

Metalno staklo: više snage, manje topline

Inovativni materijali smanjuju potrošnju energije električnih uređaja, omogućavaju dronovima dulji let i električnim biciklima daljnja putovanja. Uvođenjem komponenti izrađenih od metalnog stakla u električne motore, istraživači Sveučilišta Saarland razvili su nove amorfne legure sličnim staklu koje gotovo ne gube energiju tijekom remagnetizacije.

Gubici se dramatično smanjuju kad su kristaliti izuzetno mali, nanokristalne strukture, ili kad kristalna struktura uopće nije prisutna, odnosno kad je materijal nalik staklu ili amorfan. U leguri njemačkih istraživača udio željeza kreće se od 70 do 80 %.

Rekonstrukcija filma iz aktivnosti mozga

Istraživači University Collegea u Londonu (UCL) uspješno su rekonstruirali videozapise isključivo na temelju moždane aktivnosti miševa, pokazujući što su miševi vidjeli. Nalazi, objavljeni u časopisu eLife, mogli bi pomoći u rasvjetljavanju složenog načina na koji mozak obrađuje vizualne informacije i otvoriti nove puteve za istraživanje načina na koji različite vrste percipiraju svijet. Istraživači su koristili su dinamički model neuronskog kodiranja koji predviđa aktivnost pojedinačnih moždanih stanica na temelju filmova prikazivanih miševima, uzimajući pritom u obzir pokrete tijela i promjer zjenice.

Model izračunava razlike između predviđene aktivnosti neurona ako bi miš vidio prazan ekran i stvarne aktivnosti neurona, mjerene mikroskopskom tehnikom snimanja koja detektira lokalizirano povećanje razine kalcija. To je istraživačima omogućilo da postupno ažuriraju piksele praznog filma uz pomoć algoritma i usavrše model tako da izlazni video što više nalikuje videu prikazanom mišu. Tako je nastao i ovaj 10-sekundni film na temelju neuralne aktivnosti miša, mjerene dok je miš gledao video.

Usisavač naftnih mrlja

Inženjeri australskog Sveučilišta RMIT izgradili su minibota na daljinsko upravljanje koji usisava izlivenu naftu koristeći inovativni sustav filtriranja inspiriran ježincima. Ovaj ”elektronički dupin” veličine tenisice, opisan u časopisu Small, ima ugrađen filter koji odbija vodu i upija ulje, omogućavajući robotu da učinkovito uklanja mrlje i skuplja ulje.

Mala crpka usisava ulje u ugrađenu komoru za sakupljanje. Filter koristi poseban premaz koji stvara sitne bodlje koje možete vidjeti samo pod elektronskim mikroskopom. Ove male bodlje drže džepove zraka koji uzrokuju da voda ravno teče, dok se ulje lijepi za površinu.

'Crna kutija' za dronove

Inženjeri Sveučilišta u Southamptonu nedavno su demonstrirali let autonomnog drona koji je u stvarnom vremenu bilježio ključne operativne i senzorske podatke na blockchain, stvarajući siguran i neprobojan zapis svoje aktivnosti. Sustav koristi Minimin blockchain protokol za bilježenje podataka o letu u sigurnu digitalnu knjigu. Svaki uređaj u mreži pokreće puni blockchain čvor, a podaci se pohranjuju lokalno, ali svatko na mreži može provjeriti snimljene podatke, što ih čini otpornima na neovlaštene promjene.

Eksperiment je pokazao da kompaktni blockchain može raditi izravno unutar mikroprocesorskog sustava na čipu. Premještanjem tehnologije iz softvera u hardver performanse su povećane 500 puta, a energetska učinkovitost poskočila je do 10.000 %. Takve brojke, uvjereni su istraživači, ubrzat će ugradnju blockchain tehnologije u svakodnevne autonomne strojeve.

Nježni robotski prsti

Robotska ruka stvorena na Sveučilištu Texas prevladava jednu od najvećih prepreka u robotici: osjetljivi dodir. Ona nježno hvata predmete krhke poput čipsa ili maline a da ih ne zdrobi. Tu vještinu zahvaljuje Fragile Object Grasping with Tactile Sensing (FORTE) tehnologiji koja kombinira napredno taktilno osjećanje s mekom robotikom.

Robotski prsti, opisani u časopisu IEEE Robotics and Automation Letters, izrađeni su korištenjem naprednih tehnika 3D ispisa i imaju unutarnje, prazne zračne kanale koji djeluju kao taktilni senzori. Kad se prsti pripremaju za hvatanje predmeta, zračni kanali unutar njih također se pomiču, uzrokujući promjene u tlaku zraka. Ove promjene tlaka detektiraju mali, standardni senzori koji robotu pružaju povratne informacije o sili u stvarnom vremenu i obavještavaju ga klizi li predmet.

Modificiranje molekula lijekova

Istraživači Sveučilišta u Cambridgeu osmislili su novu tehniku promjene složenih molekula lijekova korištenjem svjetlosti umjesto opasnih kemikalija. Rad, objavljen u časopisu Nature Synthesis, predstavlja ono što istraživači opisuju kao "anti-Friedel-Craftsovu reakciju". Umjesto da promjene kao dosad uvode na početku, znanstvenici sada mogu prilagoditi molekule lijekova mnogo kasnije u procesu proizvodnje.

Reakcija ne ovisi o katalizatorima teških metala već se aktivira LED lampom na sobnoj temperaturi. Nakon što svjetlost pokrene reakciju, započinje lančani proces koji stvara nove veze ugljika pod blagim uvjetima i bez otrovnih ili skupih kemikalija. U praksi, kemičari sada mogu modificirati gotovu ili gotovo gotovu molekulu lijeka umjesto da je rastavljaju i ponovno sastavljaju dio po dio u procesu koji nekad može trajati mjesecima.