Legendarna pjesma Beach Boysa "Good Vibrations" poprima potpuno novo značenje zahvaljujući otkriću američkih znanstvenika koji su otkrili način uništavanja stanica raka korištenjem sposobnosti nekih molekula da snažno vibriraju kad ih se stimulira svjetlom. Poticanje molekula aminocijanina svjetlom bliskim infracrvenom uzrokovalo je njihovo sinkronizirano vibriranje, dovoljno da razbije membrane stanica raka. Ove molekule već se koriste u bioimagingu kao sintetske boje. Obično se koriste u malim dozama za otkrivanje raka, ostaju stabilne u vodi i vrlo se dobro pričvršćuju na vanjsku stranu stanica.

Istraživački tim Sveučilišta Rice, Teksaškog sveučilišta A&M i Teksaškog sveučilišta u Austinu kaže da njihov pristup, opisan u časopisu Nature Chemistry, nudi značajno poboljšanje u odnosu na drugu vrstu prethodno razvijenih molekulskih strojeva koji bi također mogli razbiti strukture problematične stanice. Ova potpuno nova generacija molekularnih udarnih čekića više je od milijun puta brža u svom mehaničkom kretanju od nekadašnjih Feringovih strojeva i može se aktivirati svjetlom bliskim infracrvenom, a ne vidljivom svjetlošću. To znanstvenicima omogućuje da uđu dublje u tijelo pa bi se rak u kostima i organima potencijalno mogao liječiti bez potrebe za operacijom.

Bežični sustav praćenja poboljšava XR iskustva

Nova tehnologija koju su razvili inženjeri Kalifornijskog sveučilišta u San Diegu i japanskog Sveučilišta u Osaki ima potencijal učiniti iskustvo proširene stvarnosti (XR) boljim. Njihov sustav lokalizacije koristi bežične signale za praćenje fizičkih objekata s točnošću do centimetra u stvarnom vremenu i zatim generira virtualni prikaz tih objekata. Primjene ove tehnologije, predstavljene na konferenciji o ugrađenim umreženim senzorskim sustavima SenSys 2023 u Istanbulu, kreću se od poboljšanja virtualnog iskustva igranja do poboljšanja sigurnosti na radnom mjestu.

Sustav koristi bežične signale za precizno određivanje UWB oznaka na baterijama pričvršćenima na objekte. Sastoji se od dvije glavne komponente. Jedan je UWB tag koji odašilje beacon signal za lokalizaciju. Druga komponenta je lokalizacijski modul opremljen sa šest UWB prijamnika koji su vremenski i fazno sinkronizirani za primanje signala. Dok putuje, signal do svakog prijemnika dolazi u malo drugačijoj fazi i vremenu. Sustav kombinira te razlike na pametan način kako bi točno izmjerio lokaciju u 2D prostoru.

Istraživači sad usavršavaju sustav, a sljedeći koraci uključuju poboljšanje dizajna kako bi sustav bio robusniji, smanjenje broja prijemnika radi poboljšanja energetske učinkovitosti i dodavanje antena duž okomite osi za podršku pune 3D lokalizacije.

Multimodalni sustav taktilne detekcije

Inspirirani ljudskom taktilnom percepcijom, istraživači Korejskog instituta za strojeve i materijale (KIMM) razvili su multimodalni sustav taktilne percepcije u stvarnom vremenu i predstavili ga u časopisu Soft Robotics. Ovaj sustav oponaša princip po kojem razne vrste taktilnih informacija percipiraju različiti senzorski receptori u ljudskoj koži i prenose ih u mozak u stvarnom vremenu. Sastoji se od četiri trodimenzionalno naslagana taktilna senzora, modula za obradu/prijenos signala i modula za analizu. 

Četiri tipa taktilnih senzora, od kojih svaki detektira temperaturu, vibracije, silu smicanja i okomiti tlak, laminirani su u trodimenzionalnu strukturu fleksibilne elektrode. Ovi senzori spojeni su na FPCB (Flexible Printed Circuit Board) elektroničkog modula za obradu i prijenos signala. Razvili su i modul za pretvorbu, prijenos i analizu signala pa se sustav lako može  implementirati na stvarnim robotima i u nosivim uređajima.

Prvi logički kvantni procesor

Na Harvardu je predstavljen novi logički kvantni procesor s 48 logičkih kubita koji omogućuje izvršavanje algoritama velikih razmjera na sustavu s ispravljenim pogreškama. Riječ je o velikom napretku prema praktičnim kvantnim računalima otpornim na pogreške, opisanom u časopisu Nature.  

Ideje o kvantnom ispravljanju pogrešaka i toleranciji na pogreške o kojima se već dugo teoretiziralo sad počinju donositi plodove pa istraživači ovaj pothvat već nazivaju "točkom preokreta", sličnom ranim danima u području umjetne inteligencije. Proboj se nadovezuje na nekoliko godina rada na arhitekturi kvantnog računalstva poznatoj kao neutralni atomski niz. Ključne komponente sustava su blok ultrahladnih, suspendiranih atoma rubidija, u kojima se atomi, fizički kubiti sustava, mogu kretati i povezivati ​​u parove ili spregnuti usred računanja. Isprepleteni parovi atoma tvore logičke sklopove. 

Dizajniraj, kodiraj, sintetiziraj

Istraživači Sveučilišta Carnegie Mellon osmislili su sustav Coscientist koji pretražuje internet u potrazi za uputama, dizajnira i eksperimentira. Sustav, opisan u časopisu Nature, može dizajnirati, kodirati i provesti nekoliko reakcija i stvoriti spojeve poput paracetamola i aspirina te organskih molekula nitroanilina i fenolftaleina.

Coscientist koristi najnovije moćne LLM-ove, uključujući GPT-4, kako bi pretražio kemijsku literaturu i dizajnirao put reakcije za stvaranje molekule kada to zatraži čovjek. LLM čita priručnike s uputama na Internetu i odlučuje o najboljem kompletu i reagensima u svom arsenalu za izradu molekule u stvarnom životu. AI koristi i LLM Claude tvrtke Anthropic  i Falcon-40B-Instruct Instituta za tehnološke inovacije u Abu Dhabiju.

Grupa je jedna od mnogih koje rade na "kemijskim robotima" vođenim LLM-om. Robot ChemCrow, razvijen otprilike u isto vrijeme kad i Coscientist, može planirati i napraviti niz molekula, uključujući insekticid DEET. 

Biomimetički džemper

Džemper ispleten od vlakana koja oponašaju krzno polarnog medvjeda nudi jednako topline kao i pet puta deblja pernata jakna. Vlakno, predstavljeno u časopisu Science, napravljeno od laganog sintetičkog materijala aerogela i zadržava toplinu čak i nakon rastezanja, pranja i bojanja.

Vlakno s dokazom koncepta moglo bi se jednog dana koristiti za odjeću koja mora biti lagana i izdržljiva, poput sportske odjeće, vojnih uniformi i svemirskih odijela, bez potrebe za životinjskim krznom ili paperjem, kažu njegovi tvorci s kineskog Sveučilišta Zhejiang. Oni su prilikom izrade koristili princip zamrzavanja kako bi napravili niti aerogel vlakana koja oponašaju poroznu unutarnju strukturu krzna polarnog medvjeda i aerogel potom obložili tankim slojem rastezljivog termoplastičnog poliuretana.

Blagodati elektrostimulacije

Istraživači Sveučilišta Johns Hopkins otkrili su da blaga električna stimulacija malog mozga uvelike poboljšava prijenos treninga virtualne stvarnosti na zadatke stvarnog svijeta u robotskoj kirurgiji. Ljudi koji su primili blagu električnu struju na potiljku naučili su upravljati robotskim kirurškim alatom u virtualnoj stvarnosti, a potom i u stvarnom okruženju, puno lakše nego ljudi koji nisu primili blage elektrošokove, pokazuje nova studija,objavljena u časopisu Nature Scientific Reports.

Sudionici su provlačili kiruršku iglu kroz tri male rupe, prvo u virtualnoj simulaciji, a zatim u stvarnom scenariju koristeći da Vinci Research Kit, istraživački robot otvorenog koda. Vježbe su oponašale pokrete potrebne tijekom kirurških zahvata na organima u trbuhu, a sudionici su primili suptilan protok električne energije kroz elektrode ili male jastučiće postavljene na njihovo tjeme kako bi stimulirali njihov mozak. Ljudi koji su primili postojane struje pokazali su značajan napredak u spretnosti. Nitko od njih nije imao prethodnu obuku iz kirurgije ili robotike.

"Trening u virtualnoj stvarnosti nije isto što i trening u stvarnom okruženju, a prethodnim smo istraživanjima pokazali da može biti teško prenijeti vještinu naučenu u simulaciji u stvarni svijet", objašnjavaju istraživači koji su otkrili da ljudi puno lakše vještine iz virtualne stvarnosti prenosili u stvarni svijet kad ih se stimuliralo.

Vatrogasni zmaj

Japanski istraživači osmislili su Dragon Firefighter, leteće vatrogasno crijevo koje bi moglo pomoći u gašenju požara koji su preopasni da bi im se ljudi približili. Robot uzlijeće pod pritiskom osam kontroliranih mlaznica vode, a na glavi ima konvencionalnu i termovizijsku kameru koja pilotu pomaže da pronađe mjesto požara. 

Vatrogasno crijevo može mijenjati oblik i biti usmjereno prema plamenu, kojim upravlja upravljačka jedinica u kolicima na kotačima koja je dovodnom cijevi spojena na vatrogasno vozilo sa spremnikom vode od 14.000 litara. Mlaznice ispuštaju vodu brzinom od 6,6 litara u sekundi uz pritisak do jednog megapaskala.  Nacrt ovog robota vatrogasca objavljen je u Frontiers in Robotics and AI, a tehnologija je otvorenog koda pa je mogu koristiti i drugi istraživači.

Revolucionarno uklanjanje krvnih ugrušaka

Bežični miliroboti koji vođeni rotirajućim magnetima putuju arterijama i precizno uklanjaju krvne ugruške potpuno će promijeniti vaskularnu kirurgiju. Taj je pothvat uspio istraživačima Sveučilišta Twente i Sveučilišnog medicinskog centra Radboud koji su uspješno upravljali bežičnim milirobotima u obliku vadičepa kroz odvojenu aortu.

Istraživači koristili robotski kontrolirano rotirajuće magnetsko polje za bežično upravljanje milirobotima. Uz pomoć rendgenskog uređaja precizno su lokalizirali milirobote tijekom navigacije kroz aortu. Održavajući maksimalni arterijski protok od 120 ml u minuti, miliroboti mogu okretati "vijke" u oba smjera. To im omogućuje plivanje protiv struje, okretanje i plivanje natraške.

Osim razbijanja krvnih ugrušaka, ova bi se tehnologija, kažu, mogla koristiti i za ciljanu isporuku lijekova na točno određena mjesta u tijelu.

Vibrirajuća tableta smanjuje unos hrane za 40%

Inženjeri MIT-a razvili su vibrirajuću pilulu koja škaklja trbuh iznutra, provocirajući specijalizirane senzore rastezanja u stijenci želuca da mozgu govore kako u njemu više nema mjesta. Vibrating Ingestible BioElectronic Stimulator (VIBES), predstavljen u časopisu Science Advances, zapravo je 65 milimetara dugačka kapsula obložena želatinoznom membranom koja se otapa nekoliko minuta nakon gutanja. Unutra je mehanizam s oprugom koji uključuje vibrirajući motor koji zuji na frekvencijama podešenim da stimuliraju osjetne živce u stijenci želuca koji obično reagiraju na rastezanje tkiva.

Osim što utječe na hormone koji mozak uvjeravaju da tijelo više nije gladno, eksperimenti na svinjama pokazali su da su one s tabletom u utrobi jele 40 posto manje. Istraživači sad traže načine kako produžiti vrijeme rada uređaja i skalirati njegov dizajn za klinička ispitivanja na ljudima u nadi da bi jednog dana mogao biti novi trend mršavljenja.