Umjetni neuroni izravno komuniciraju sa živim stanicama

Izgrađeni od proteinskih nanožica male snage, napravljenih od bakterija, ovi neuroni otvaraju vrata znatno učinkovitijim, bioinspiriranim računalima

Mladen Smrekar subota, 11. listopada 2025. u 08:53
Umjetni neuroni koji omogućavaju direktnu električnu i kemijsku komunikaciju s živim stanicama naprednija su faza razvoja biofilm-senzora za gutanje, osmišljenog u Amherstu 📷 UMass
Umjetni neuroni koji omogućavaju direktnu električnu i kemijsku komunikaciju s živim stanicama naprednija su faza razvoja biofilm-senzora za gutanje, osmišljenog u Amherstu UMass

Inženjeri Sveučilišta Massachusetts Amherst (UMass) razvili su umjetni neuron koji se ponaša zapanjujuće slično svom prirodnom pandanu. Ovo otkriće nadovezuje se na ranija istraživanja u kojima su isti istraživači izradili proteinske nanostrukture od bakterija koje proizvode električnu energiju. Njihovo novo otkriće, predstavljeno u časopisu Nature Communications, sugerira mogućnost dizajniranja računala koja će biti energetski daleko učinkovitija i sposobna za izravnu interakciju sa živim stanicama.

Proteinske nanožice već su korištene za izradu biofilma koji se napaja znojem,elektroničkog nosa i uređaja koji prikuplja električnu energiju iz zraka 📷 UMass
Proteinske nanožice već su korištene za izradu biofilma koji se napaja znojem,elektroničkog nosa i uređaja koji prikuplja električnu energiju iz zraka UMass

Prethodne verzije umjetnih neurona koristile su deset puta veći napon i 100 puta više energije. Ovi registriraju samo 0,1 volt, što je otprilike isto kao i neuroni u ljudskim tijelima, objašnjavaju istraživači. Tajni sastojak u novom neuronu niske snage je proteinska nanožica sintetizirana iz bakterije Geobacter sulfurreducens koja posjeduje moć proizvodnje električne energije. Ove proteinske nanožice već su korištene za izradu niza izvanredno učinkovitih uređaja: biofilma koji se napaja znojem i može napajati osobnu elektroniku, "elektroničkog nosa" koji može nanjušiti bolest te uređaja koji se može izraditi od gotovo svega i prikupljati električnu energiju iz zraka.


Realistično robotsko lice

Kinezi su na YouTubeu objavili snimku realistične robotske glave koja trepće, klima i gleda oko sebe uvjerljivo imitirajući pravo ljudsko lice. Ovaj video prikazuje zbunjeni izraz lica robota Origin M1 dok promatra okolinu. Glava, koju je izradila robotička tvrtka AheadForm mogla bi se iskoristiti u istraživanjima interakcija ljudi i robota ili u raznim industrijama, uključujući korisničku podršku i zabavu.

Kako bi se postigli suptilni, precizni pokreti lica u videu, AheadForm koristi 25 vrlo tihih servo-motora kako bi stvorili realistične trzaje i poglede koji glavu čine realističnom. Kamere ugrađene u zjenice robotu pomažu da "vidi" okolinu, a ugrađeni zvučnici i mikrofoni služe mu za interakciju s korisnicima.


Solarni paneli nove generacije

Istraživači s Cambridgea otkrili su novu organsku molekulu P3TTM koja donosi sasvim novi pristup pretvorbi sunčeve energije u električnu. Za razliku od tradicionalnih solarnih ćelija koje zahtijevaju složene prijelazne slojeve između različitih materijala, P3TTM zahvaljujući nesparenim elektronima omogućava gotovo potpunu pretvorbu svjetlosti u električni naboj unutar jednog materijala.

Kemijska struktura P3TTM 📷 Biwen Li i sur.
Kemijska struktura P3TTM Biwen Li i sur.

Tvrdi se da bi ovo otkriće, predstavljeno u časopisu Nature Materials, moglo iz temelja pojednostaviti i pojeftiniti izradu solarnih panela te otvoriti put lakšim i učinkovitijim uređajima za prikupljanje solarne energije.


Održiva plastika od CO₂ iz mora

U časopisu Nature Catalysis objavljen je članak u kojem je opisan sustav za hvatanje ugljikovog dioksida iz morske vode i njegovo pretvaranje u biorazgradive plastične prekursore. Nalazi ukazuju na potencijalno održiv način proizvodnje industrijskih kemikalija. Istraživači Sveučilišta elektroničkih znanosti i tehnologije Kine u Chengduu osmislili su dvodijelni sustav koji hvata CO₂ iz prirodne morske vode s učinkovitošću većom od 70 % i niskom potrošnjom energije.

Sustav umjetnog hvatanja i recikliranja ugljika iz oceana 📷 Chengbo Li i sur.
Sustav umjetnog hvatanja i recikliranja ugljika iz oceana Chengbo Li i sur.

CO₂ se pretvara u čistu mravlju kiselinu pomoću elektrokatalizatora i potom uz pomoć umjetne bakterije Vibrio natriegens transformira u jantarnu kiselinu, materijal potreban za pripremu poli(butilen sukcinata), biorazgradivog termoplastičnog polimera. Autori tvrde da bi se daljnjim inženjeringom katalizatora sustav mogao koristiti za proizvodnju goriva, lijekova i hrane.


Matrica otiska prsta

Istraživači pariškog Instituta Langevin i Tehničkog sveučilišta u Beču razvili su novu metodu otkrivanja predmeta zakopanih u pijesku ili skrivenih u gustoj magli, temeljenu na "matrici otiska prsta“. Umjesto klasičnog snimanja, metoda koristi matematički opis karakterističnog načina na koji svaki objekt raspršuje valove, njihov „otisak prsta“ koji se određuje u uvjetima bez smetnji. Položaj skrivenog objekta otkriva se reflektiranim valovima koji i dalje nose trag tog otiska. Usporedbom izmjerene refleksije s poznatom matricom moguće je izračunati njegov točan položaj.

Metalne kuglice ukopane među staklene (lijevo) prikazane konvencionalnom ultrazvučnom slikom (u sredini) i novom tehnologijom 📷 TU Wien / Arthur Le Ber
Metalne kuglice ukopane među staklene (lijevo) prikazane konvencionalnom ultrazvučnom slikom (u sredini) i novom tehnologijom TU Wien / Arthur Le Ber

Metoda, predstavljena u časopisu Nature Physics, pokazala se iznimno korisnom za lociranje markera lezija kod praćenja povratka raka dojke, često teško uočljivih zbog smetnji. Također se koristi za mjerenje mišićnih vlakana, što je važno za dijagnostiku bolesti srca i mišića. Metoda je, kažu, primjenjiva i na svjetlosne valove, što otvara nove mogućnosti u neuroznanosti, poput mjerenja promjena u mozgu kroz lubanju.


Neuništiva metalna pjena

Kompozitna metalna pjena (CMF) izdržava visoka opterećenja i ekstremne temperature do 600 °C i ostaje stabilna i nakon više od milijun ciklusa opterećenja, pokazalo je istraživanje NC Statea, predstavljeno časopisu Journal of Materials Science.

Kompozitna metalna pjena pokazala se otpornom na visoka naprezanja na visokim temperaturama 📷 Zubin Chacko, Gregory Lucier, Afsaneh Rabiei
Kompozitna metalna pjena pokazala se otpornom na visoka naprezanja na visokim temperaturama Zubin Chacko, Gregory Lucier, Afsaneh Rabiei

Zahvaljujući laganoj strukturi šupljih metalnih sfera i čvrstoj čeličnoj matrici, CMF odlično izolira od topline što je čini pogodnim za dijelove motora, zrakoplovne komponente, nuklearne tehnologije i skladištenje opasnih materijala. Dobiveni materijal je i lagan pa bi ga se, kažu, moglo iskoristiti u izradi krila zrakoplova, oklopnih vozila i pancirki.