Znanstvenici Sveučilišta u Chicagu stvorili su novu vrstu cjepiva koje selektivno potiskuje imunološki sustav umjesto da ga aktivira. Cjepivo u biti djeluje tako da imunološki sustav prepozna živce kao "sigurne", a ne kao strane napadače koje treba napasti. Cjepivo je dano miševima sa stanjem sličnim multiploj sklerozi, a tretman je poništio simptome bolesti i obnovio funkciju živčanih stanica. Ovo "inverzno cjepivo", opisano u časopisu Nature Biomedical Engineering, moglo bi se jednog dana koristiti za liječenje autoimunih bolesti, vjeruju istraživači.

Inverzna cjepiva poput ovih su uzbudljiva iz više razloga. Većina imunoloških terapija za autoimune bolesti djeluje općenito i ne cilja samo na T stanice koje izazivaju bolest. U idealnom slučaju, supresija bi djelovala samo na patogene T stanice, a ostale bi slobodno funkcionirale. Time bi se izbjegle nuspojave, poput povećanog rizika od infekcije. Trenutačne terapije za autoimunost zapravo su neka vrsta širokih imunosupresiva i djeluju dok ih uzimate, ali čim ih prestanete uzimati, one prestaju djelovati. Ideja s cjepivom je razvijati sjećanje na tu terapiju, objašnjavaju znanstvenici.

Rezultati obećavaju, ali istraživače čeka još puno posla prije no što se ova tehnologija razvija u tretman koji bi se primijenio na ljudima. Između ostalog, znanstvenici će morati identificirati specifični autoantigen za svaku autoimunu bolest posebno, a to uključuje ogromnu količinu istraživanja. Uz to, za neka autoimuna stanja, kao što je psorijaza, ne postoji konsenzus o tome što je autoantigen, dok kod multiple skleroze postoji nekoliko autoantigena koje cilja imunološki sustav tijela. 

Auditivni neurofeedback za liječenje tinitusa

Očitavanje nekoliko fizioloških parametara u uhu nije novost, ali je integriranje očitavanja moždanih i tjelesnih signala u jednu platformu. Senzori razvijeni na Kalifornijskom sveučilištu San Diego (UCSD) puno su manji od drugih uređaja koji se trenutno koriste za detektiranje električne aktivnosti mozga i tjelesnih izlučevina znoja i mogu se koristiti tijekom vježbanja. Podaci iz elektroencefalograma (EEG), koji mjeri električnu aktivnost u mozgu, i znojnog laktata, organske kiseline koju tijelo proizvodi tijekom vježbanja i normalne metaboličke aktivnosti, mogu se kombinirati u različite svrhe: na primjer za dijagnosticiranje epilepsije, praćenje napora tijekom vježbanja ili praćenje razine stresa i usredotočenosti. 

Istraživači predviđaju budućnost u kojoj će sustavi neuroimaginga i praćenja zdravlja raditi s nosivim senzorima i mobilnim uređajima kako bi  tijekom dana pratili aktivnost mozga i razine mnogih metabolita povezanih sa zdravljem. To bi korisnicima omogućilo da poboljšaju sposobnosti svog mozga i tijela. 

"Mogućnost mjerenja dinamike kognitivne aktivnosti mozga i metaboličkog stanja tijela u jednom integriranom uređaju za uši koji ne ugrožava udobnost i mobilnost korisnika otvara ogromne mogućnosti za unapređenje zdravlja i dobrobiti ljudi svih dobnih skupina, bilo kada i bilo gdje,” kaži istraživači. Uz to, auditivni neurofeedback spajanja izmjerenih moždanih signala sa zvukom koji reproducira uređaj u uhu mogao bi, vjeruju oni, omogućiti nove terapije za aktivno liječenje tinitusa, neurološkog poremećaja za koji trenutno ne postoji učinkovit tretman.

Genetski modificirane bakterije jedu plastiku

Istraživači Sveučilišta Illinois Urbana-Champaign genetski su modificirali dvije sintetičke bakterije koje plastični otpad pretvaraju u korisnije kemikalije. Dva soja bakterija prerađuju uobičajeni plastični polietilen tereftalat i stvaraju tereftalnu kiselinu i etilen glikol. Ova se dva proizvoda zatim mogu koristiti u proizvodnji materijala koji se koriste u izolatorima, pjenama, premazima, ljepilima i najlonu.

Skupina sintetičkih bakterija koje mogu učinkovito pretvoriti plastični otpad u korisne kemikalije opisana je u časopisu Nature Communications, a temeljni koncept i strategija potencijalno su primjenjivi na tretman drugih vrsta plastike.

E-bicikl bez litija ne treba baterije

Francuski startup Pi-Pop predstavlja revolucionarni e-bicikl koji umjesto baterija napajaju superkondenzatori, nudeći ekološki prihvatljivo i jednostavno rješenje za putovanje na posao.

Za razliku od konvencionalnih e-bicikala koji se oslanjaju na litij-ionske baterije, Pi-POP koristi snagu superkondenzatora za pohranu i oslobađanje električne energije. Ova revolucionarna tehnologija usredotočena je na regeneraciju energije, obnavljanje energije dok vozači pedaliraju, spuštaju se nizbrdo ili koče. Superkondenzatori su izrađeni od uobičajenih, lako reciklirajućih materijala kao što su aluminij, ugljik, celuloza i polimeri i nude znatno više ciklusa punjenja od litijevih baterija, osiguravajući dulji životni vijek, u rasponu od 10 do 15 godina, i smanjeni otpad.

Pi-POP-ov e-bicikl teži nešto manje od 22 kilograma, njegov motor od 250 W razvija brzine do 25 km/h, a opremljen je ZOOM teleskopskom vilicom, TEKTRO M280 disk kočnicama, 7-brzinskim mjenjačem SHIMANO i blatobranima, sve za cijenu od 2450 eura. Njegova je velika prednost to ne morate čekati da se baterija ponovno napuni. 

Materijal koji replicira biološko tkivo

Inženjeri i kemičari američkog Nacionalnog laboratorija Lawrence Livermore (LLNL) i tvrtka Meta razvili su novu vrstu 3D tiskanog materijala sposobnog replicirati karakteristike biološkog tkiva, što bi moglo utjecati na budućnost "proširenog čovječanstva" (augmented humanity). Oni su u časopisu Matter, opisali proces stvaranja "one-pot" smole za 3D ispis u kojem se svjetlost koristi za oblikovanje glatkih gradijenata na krotim materijalima. U 3D printeru otisnuli su uređaj koji se nosi na prstu i tekstualne poruke "prevodi" na Brailleovo pismo.

Tehnika funkcionira manipuliranjem intenziteta svjetlosti primijenjene na fotopolimernu smolu Digital Light Processingom, slojevitom tehnikom koja brzo izrađuje dijelove projiciranjem svjetlosti u tekuću smolu. Niži intenzitet svjetla rezultira mekšim materijalom, a veći intenzitet tvrđim. Materijal je oko 200 puta rastezljiviji od njegovih izvornih svojstava, a kako njegov gradijent prelazi iz mekog u tvrđi materijal, njegova se žilavost povećava 10 puta. Istraživači kažu da bi se mogao prilagoditi materijalima koji apsorbiraju energiju, za meku robotiku i nosive elektroničke uređaje.  

Pametno odijelo spašava živote vatrogasaca

Studenti tajlandskog Tehničkog fakulteta Sveučilišta Chulalongkorn osmislili su vatrootporno pametno odijelo koje koristi IoT tehnologiju za veze i online aktivacije za pohranu podataka čime se smanjuju rizici i povećava sigurnost za vatrogasce na poslu u stvarnom vremenu.

Smart Suit je nastao ugradnjom Sony Spresensea i niza senzora za online povezivanje u originalna vatrogasna odijela. Opremljen je i interaktivnom kartom koja prikazuje informacije u gotovo stvarnom vremenu i mjeri različite parametre kao što su PM 2,5, ugljični monoksid, ugljični dioksid, vlažnost i temperatura. Pametno odijelo trenutačno upozorava na porast temperature iznad normalne razine, a to vrijedi i za otkrivanje ugljičnog monoksida. rana upozorenja omogućuju vatrogascima da izbjegnu opasna isparavanja i tako izbjegnu smrtnu opasnost.    

Smart Suit odaje položaj vatrogasaca i omogućava kontrolnom centru da komunicira s njima u stvarnom vremenu i upozori ih na vjetrove koji mijenjaju smjer. Kontrolni centar može pratiti situaciju i podatke prikupljene dalekometnim senzorima i poslane putem LoRa bežične veze za IoT, točaka na kojima sateliti otkrivaju neuobičajeno visoke razine topline na zemljinoj površini) te MODIS i VIIRS satelitskih slika koje se koriste za praćenje šumskih požara. Sve to omogućuje slanje upozorenja vatrogascima.

Nanofluidni uređaj generira energiju slanom vodom

Duž svjetskih obala postoji uglavnom neiskorišten izvor energije: razlika u slanosti između morske i slatke vode. Novi nanouređaj može iskoristiti ovu razliku za proizvodnju energije. Istraživači Sveučilišta Illinois Urbana-Champaign opisali su u časopisu Nano Energy nanofluidni uređaj koji može pretvoriti ionski protok u upotrebljivu električnu energiju. Ovaj uređaj mogao bi se iskoristiti za izvlačenje energije iz prirodnih ionskih tokova na granici morske i slatke vode.

Simulacije su pokazale da uređaj radi jednako dobro i ako su električne sile odbojne, odnosno da i pozitivno i negativno nabijeni ioni pridonose otporu.Istraživači su otkrili i da su ti učinci neovisni o specifičnoj konfiguraciji kanala kao i o izboru materijala, pod uvjetom da je promjer kanala dovoljno uzak da osigura blizinu između iona i naboja. Istraživači sad proučavaju kako bi se nizovi ovih uređaja mogli iskoristiti za praktičnu proizvodnju energije. Oni vjeruju da bi gustoća snage niza uređaja mogla dostići ili premašiti onu solarnih ćelija.

Volfram oksid hidrat: budućnost pametnih prozora

Dinamički prozori temeljeni na elektrokromizmu, što znači da se njihova neprozirnost mijenja kao odgovor na električni podražaj, nisu neka novost. Sve dosad većina dinamičnih prozora bila je ili prozirna ili tamna, no sad su istraživači Državnog sveučilišta u Sjevernoj Karolini (NCSU) otkrili revolucionarni materijal, volfram oksid hidrat. Ovo bi otkriće moglo utrti put sljedećoj generaciji dinamičkih prozora koji će stanarima zgrade nuditi mogućnost prebacivanja svojih između tri različita moda: prozirnosti, blokiranja infracrvenog svjetla i kontrole odsjaja.

Istraživači su u radu koji objavljuje časopis ACS Photonics pokazali kako učinkovito podesiti valne duljine blokirane svjetlosti. Kad se litijevi ioni i elektroni ubrizgaju u hidratni materijal, on prvo prelazi u fazu "blokiranja topline", dopuštajući prolaz vidljivim valnim duljinama svjetlosti, ali blokirajući infracrveno svjetlo. Ako se ubrizga više litijevih iona i elektrona, materijal tada prelazi u tamnu fazu, blokirajući i vidljive i infracrvene valne duljine svjetlosti.

GlowTrack oslobađa snagu umjetne inteligencije 

Istraživači Salkovog instituta na La Jolli osmislili su GlowTrack, neinvazivnu metodu praćenja kretanja koja koristi markere fluorescentne boje za treniranje umjetne inteligencije. GlowTrack je robustan, vremenski učinkovit i visoke razlučivosti te je sposoban pratiti jedan orijentir na mišjoj šapi ili stotine njih na ljudskoj ruci. Motoda, opisana u časopisu Nature Communications, može se primijeniti na niz načina, od biologije preko robotike do medicine.

Trenutačne metode za hvatanje pokreta životinja često zahtijevaju od istraživača da ručno i opetovano označavaju dijelove tijela na zaslonu računala - što je dugotrajan proces podložan ljudskim pogreškama i vremenskim ograničenjima. Salkovi istraživači pak koriste fluorescentnu boju za označavanje dijelova životinjskog ili ljudskog tijela.

S ovim "nevidljivim" markerima, ogromna količina vizualno raznolikih podataka može se unijeti u modele umjetne inteligencije bez potrebe za ljudskim komentarima. Nakon unosa podataka ovi se modeli mogu koristiti za praćenje kretanja u raznolikom skupu okruženja i pri rezoluciji koju bi bilo daleko teže postići ručnim označavanjem. To pak olakšava usporedbu podataka jer sad različiti laboratoriji mogu koristiti iste modele za praćenje kretanja tijela u različitim situacijama. 

MilliMobile pokretan svjetlom i radio valovima

Istraživači Sveučilišta u Washingtonu stvorili su MilliMobile, sićušnog, samovozećeg robota kojeg pokreće samo okolno svjetlo ili radio valovi. Opremljen prikupljačem energije nalik na solarnu ploču i četiri kotača, MilliMobile je velik poput novčića, lagan poput i u sat vremena prevali desetak metara, čak i kad je oblačno. Može voziti po betonu i makadamu i nositi opremu poput kamere ili senzora tri puta veću od vlastite težine. Koristi svjetlosni senzor za automatsko kretanje prema izvorima svjetlosti tako da može raditi neograničeno dugo na prikupljenoj snazi.

Robot kojeg će njegovi tvirci predstaviti početkom listopada na ACM MobiCom 2023 konferenciji u Madridu, može sam upravljati, navigirajući pomoću ugrađenih senzora i sićušnih računalnih čipova. MilliMobile je trenutno opremljen senzorima za svjetlo, temperaturu i vlažnost te Bluetoothom koji mu omogućava prijenos podataka na 200 metara, a u budućnosti će na njega ugraditi i druge senzore te poboljšati razmjenu podataka među rojevima ovih robota.

Višenamjenski robot koji mijenja oblik

Istraživači Sveučilišta u Bristolu i tamošnjeg Laboratorija za robotiku izradili su robota u obliku tetraedra s fleksibilnim cijevima; Tetraflex se može kretati kroz male praznine ili preko zahtjevnog terena i lomljive predmete poput jajeta sigurno prenositi unutar svog mekog tijela. Nalazi, objavljeni u IEEE Robotics and Automation Letters, pokazuju da je Tetraflex sposoban kretati se na više načina. To robota čini potencijalno korisnim u zahtjevnim ili ograničenim okruženjima, za navigaciju po ruševinama kako bi se došlo do preživjelih u potresu, za inspekciju naftnih platformi, ali i istraživanje drugih planeta.

Robot se sastoji od mekih podupirača povezanih krutim čvorovima. Svaki podupirač je napravljen od hermetičkog gumenog mijeha, a duljina podupirača može se kontrolirati mijenjanjem tlaka zraka unutar mijeha, objašnjavaju njegovi tvorci. Viši tlakovi uzrokuju rastezanje mijeha, a niži tlakovi njegovo skupljanje. Kontroliranjem pritiska u svakom mijehu istovremeno može se kontrolirati oblik i mijenjati veličina robota.

Mali robot koji može pošumiti cijeli planet

Ekipa iz Morphing Matter Laba osmilila je robota zvanog Erodium Copy koji bi mogao pošumiti Zemlju, zaštititi ugrožene vrste i obnoviti naše vitalne prirodne resurse. Ono što doista izdvaja ovog robota, https://www.morphingmatter.cs.cmu.edu/projects/seed  izrađenog uglavnom od hrastovine, bez korištenja dodatnih sintetičkih materijala, njegova je oštroumna emulacija prirodnih procesa.

Svoju orijentaciju postiže i održava s tri sidrišne točke koje mu osiguravaju stabilnost i preciznost u operacijama. Koristeći kalibrirani broj zavojnica, nježno ubacuje sjeme u tlo, nudeći zaštitu od prirodnih prijetnji poput požara i jakih kiša. Erodium Copy izuzetno je učinkovit u onome što radi i postiže stopu uspjeha od impresivnih 90%. No, ovaj robot nije ograničen samo na sadnju sjemena; on također može ugostiti simbiotske vrste poput gljiva i nematoda.