Mobilne mreže i Wi-Fi uređaji sve su napredniji, ali brzo dosežu granice propusnosti. Sadašnji sustavi oslanjaju se na mikrovalno zračenje za prijenos podataka dok će budući standard za prijenos podataka koristiti terahercne valove koji imaju čak 100 puta veći kapacitet prijenosa podataka od mikrovalova. Problem je što ove usmjerene signale može blokirati većina čvrstih objekata. Krećete li se okolo ta bi vas zraka morala pratiti kako bi održala vezu; pomaknete li se izvan njenog dometa ili nešto blokira tu vezu, izgubit ćete i signal.

Istraživači Sveučilišta Brown i Sveučilišta Rice misle da su otkrili način na koji će zaobići prepreke koje stoje na putu signalu, svejedno bile one zidovi, namještaj ili čak ljudi, i to čine zakrivljenjem svjetla. Oni su naime stvorili terahercni signal koji prati zakrivljenu putanju oko prepreke, umjesto da ga ona blokira. Riječ je o pažljivo skrojenom uzorku ravnih svjetlosnih zraka koje zajedno interferiraju kako bi proizvele uzorak koji slijedi zakrivljenu putanju.

Ovaj rad nadovezuje se na prethodnu studiju koja je pokazala da se terahercne veze mogu odbiti od zidova u prostoriji bez ispuštanja previše podataka, a istraživači se nadaju da će korištenje zakrivljenih zraka bežične mreže učiniti pouzdanijima, čak i u okruženjima s velikom gužvom ili preprekama. To bi, kažu, moglo dovesti do bržih i stabilnijih internetskih veza u uredima i gradovima, tamo gdje se prepreke nalaze na svakom koraku.

Univerzalna memorija

Francuski znanstvenici žele zamijeniti elektrone takozvanim nanomjehurićima, ili skyrmionima, kako bi što gušće i učinkovitije pohranili podatke u naprednim komponentama koje bi zamijenile RAM i flash memoriju. IBM ih je već koristio u prototipu "memorije trkaće staze" (racetrack memory), a druga istraživanja razmatrala su ih kao kandidate za kvantne bitove u kvantnim računalima. Nova studija, objavljena u časopisu Science, skyrmione pak vidi kao način pohrane informacija u novu vrstu "univerzalne memorije". Takva bi komponenta kombinirala RAM i flash memoriju, poput SSD-a ili tvrdih diskova. 

Magnetski skyrmioni trajno pohranjuju informacije bez potrošnje energije pa bi se mogli koristiti umjesto elektrona kao nova vrsta bita, objašnjavaju znanstvenici francuskog Nacionalnog centra za znanstvena istraživanja (CNRS). Oni su skyrmione ubrzali do 900 m/s, što je, kažu, važan iskorak prema uređajima temeljenim na skyrmionu. Simulacije su pokazale i da ovi nanomjehurići mogu pohranjivati ​​podatke, ali i izvoditi izračune poput logičkih operacija, a istraživači ih trenutno pokušavaju upotrijebiti u osnovnom čipu umjetne inteligencije.

Skyrmioni bi, kažu, mogli postati osnova komponente koja kombinira funkcionalnost središnje procesorske jedinice (CPU) i mogućnosti pohrane univerzalne memorije. Takva bi komponenta mogla dovesti do puno bržih strojeva jer podaci ne bi morali putovati između CPU-a i različitih memorijskih komponenti.

Računalo naučilo tipkati kao čovjek

Potpuno novi model prediktivnog tipkanja koji su razvili istraživači finskog Sveučilišta Aalto prepoznaje razliku između tipkanja s jednom ili dvije ruke ili između mlađih i starijih korisnika i može simulirati različite vrste korisnika. Njihov model strojnog učenja koristi svoje virtualne "oči i prste" i radnu memoriju za ispisivanje rečenice, baš kao što to rade ljudi. To znači da čini slične pogreške i mora ih ispraviti. 

Finski istraživači stvorili su simuliranog korisnika s vizualnim i motoričkim sustavom poput ljudskog i zatim ga trenirali milijune puta u simulatoru tipkovnice. Model prediktivnog tipkanja razvijen je u suradnji s Googleom, a rezultati studije, dostupne na Internetu, bit će predstavljeni u svibnju na CHI 2024, konferenciji posvećenoj interakciji između čovjeka i računala.  

AI model predviđa ljudsko ponašanje 

Istraživači MIT-a i Sveučilišta u Washingtonu razvili su novu metodu za modeliranje ponašanja agenata u donošenju odluka. Ovaj model može predvidjeti buduće akcije na temelju ponašanja iz prošlosti i trebao bi poboljšati suradnju AI sustava s ljudima tako što će se prilagoditi ljudskim iracionalnostima i procesima odlučivanja.

Model automatski izvodi računska ograničenja agenta gledajući samo nekoliko tragova njegovih prethodnih radnji. Metoda se može koristiti za zaključivanje nečijih navigacijskih ciljeva na temelju prethodnih ruta i predviđanje poteza igrača u šahovskim partijama. Uz to, ovaj bi rad mogao pomoći znanstvenicima da nauče sustave umjetne inteligencije kako se ljudi ponašaju, što bi tim sustavima moglo omogućiti bolju reakciju na ljudske suradnike, kažu istraživači.

AI alat predviđa reakciju na terapiju

Medicina poznaje više od 200 vrsta raka i svaki je od njih po nečemu jedinstven zbog čega je teško razviti precizan onkološki tretman. No, ovih je dana u časopisu Nature Cancer, predstavljen rad stručnjaka Sanford Burnham Prebysa u kojem je opisan prvi računalni sustav za sustavno predviđanje reakcije pacijenata na lijekove za rak na razini stanice.

Personalizirano planiranje na temelju jednostanične ekspresije za liječenje u onkologiji ili skraćeno PERCEPTION temelji se na umjetnoj inteligenciji koja koristi informacije unutar jednostanične omike (zbroja sastojaka unutar stanice) kako bi se razumjela klonska arhitektura tumora i pratila pojava rezistencije, objašnjavaju istraživači. PERCEPTION koristi ekspresiju gena iz tumora za prethodnu obuku modela, a njegova sposobnost predviđanja odgovora na monoterapiju i kombinirano liječenje dokazana je u tri neovisna klinička ispitivanja multipli mijeloma, raka dojke i pluća.

"Naš cilj je stvoriti klinički alat koji može predvidjeti odgovor na liječenje pojedinačnih pacijenata oboljelih od raka na sustavan način, vođen podacima. Nadamo se da će ova otkrića potaknuti više sličnih studija iz kojih ćemo dobiti još više korisnih informacija", kažu istraživači.

Vlakna za pohranu energije

Korejski institut za znanost i tehnologiju (KIST) razvio je materijal elektrode nalik vlaknima koji može pohraniti energiju. Vlakna su čvrsta, lagana i vrlo fleksibilna, što olakšava oblikovanje nosivih uređaja. Modificirana vlakna ugljičnih nanocijevi imaju 33 puta veći kapacitet skladištenja energije, 3,3 puta veću mehaničku čvrstoću i više od 1,3 puta veću električnu vodljivost od običnih vlakana ugljičnih nanocijevi. 

Materijal se pokazao dobrim i nakon što je utkan u narukvice digitalnih satova kombinacijom običnih vlakana i vlakana ugljikovih nanocijevi. Testovi su pokazali da je zadržao gotovo 100 posto svojih performansi kad su se povezali s drugim materijalom, a performanse nisu pale ispod 95 posto ni nakon 5000 savijanja i pranja. Uz to, ova se vlakna mogu i masovno proizvoditi korištenjem tehnologije mokrog predenja.

Dijamanti uzgojeni u samo 150 minuta

Prirodnim dijamantima potrebne su milijarde godina da se formiraju pod ekstremnim pritiscima i temperaturama duboko pod zemljom. Sintetski oblici mogu se proizvesti mnogo brže, ali obično zahtijevaju intenzivno gnječenje do nekoliko tjedana. No, nova metoda Instituta za temeljnu znanost iz Južne Koreje, temeljena na mješavini tekućih metala, može izvući umjetni dijamant u samo 150 minuta, bez potrebe za snažnim tlakom. Dovoljna je temperatura iznad 1025 stupnjeva uz tlak koji osjećamo na razini mora.

Otapanje ugljika u tekući metal za proizvodnju dijamanta nije posve novo. General Electric je još prije pola stoljeća razvio proces koristeći rastaljeni željezni sulfid. Ali ti su procesi zahtijevali tlak od 5-6 gigapaskala i dijamantsko "sjeme" za koje bi se držao ugljik. Korejski su istraživači uspjeli smanjiti potreban tlak koristeći pažljivo izmiješanu mješavinu tekućih metala: galija, željeza, nikla i silicija. Vakuumski sustav izrađen po narudžbi ugrađen je u grafitno kućište kako bi se metal vrlo brzo zagrijao i potom ohladio dok je izložen kombinaciji metana i vodika.

Ovakvi uvjeti, opisani u časopisu Nature, uzrokuju širenje atoma ugljika iz metana u otopljeni metal i djeluju kao klice za dijamante. Nakon samo 15 minuta, mali fragmenti dijamantnih kristala ekstrudirali su iz tekućeg metala odmah ispod površine, dok je dva i pol sata izlaganja proizvelo kontinuirani dijamantni sloj. Iako se koncentracija ugljika koji je formirao kristale smanjila na dubini od nekoliko stotina nanometara, istraživači vjeruju da se proces može znatno poboljšati s nekoliko izmjena i korištenjem drugih tekućih metala.

Podacima protiv multiple skleroze

Praćenje i liječenje slučaja multiple skleroze zahtijeva pouzdane i dugoročne podatke o tome kako bolest napreduje. A te podatke mogu nam pružiti fitness narukvice i pametni telefoni, pokazalo je istraživanje ETH Zurich, objavljeno u časopisu NPJ Digital Medicine.

Analiza je naime pokazala da učestalost korištenja pametnih telefona pruža važne informacije o težini bolesti i razinama umora: što su sudionici studije rjeđe koristili telefone, to je veća bila njihova razina invaliditeta i umora. Uvid u motoričke funkcije istraživači su stekli putem testa nalik računalnoj igri koji od korisnika zahtijeva da dodiruje ekran što je brže moguće kako bi se virtualna osoba kretala što je brže moguće. Praćenje učestalosti i brzine kojom osoba tapka upućuje na njene motoričke sposobnosti i fizički umor.

Istraživači se nadaju da će uvid u ovu vrstu podataka dovesti do boljih tretmana i učinkovitijih tehnika upravljanja bolešću, a prikupljeni skup podataka ustupili su i drugim znanstvenicima. 

Implantabilni stimulator mozga

Stručnjaci Sveučilišta Rice razvili su najmanji implantabilni stimulator mozga demonstriran na ljudskom pacijentu. Zahvaljujući pionirskoj tehnologiji magnetoelektričnog prijenosa energije, uređaj veličine zrna graška može se napajati bežično preko vanjskog odašiljača i koristiti za stimulaciju mozak kroz duru, zaštitnu membranu pričvršćenu na dno lubanje. Uređaj zvan Digitally programmable Over-brain Therapeutic (DOT) mogao bi revolucionirati liječenje depresije otporne na lijekove i drugih psihijatrijskih ili neuroloških poremećaja. DOT je, kažu njegovi tvorci, pristupačna alternativa trenutnim terapijama temeljenim na neurostimulaciji i manje je invazivan od drugih sučelja mozak-računalo (BCI).

Istraživanje, objavljeno u časopisu Science Advances, pokazalo je kako uređaj veličine zrna graška može aktivirati motorički korteks i nagnati pacijenta da pomiče ruku. Implantat bi se, kažu, mogao postaviti i iznad drugih dijelova mozga, poput prefrontalnog korteksa, te tako poboljšati funkcioniranje ljudi s depresijom ili drugim poremećajima.

Uređaj bi se, kažu, mogao koristi iz udobnosti vlastitog doma; liječnik bi propisao terapiju i dao smjernice za korištenje uređaja, a pacijenti bi pritom zadržali potpunu kontrolu nad liječenjem slanjem naredbi putem pametnog telefona ili sata. Sama implantacija zahtijevala bi minimalno invazivni 30-minutni postupak kojim bi se uređaj postavio u kost iznad mozga. I implantat i rez bili bi gotovo nevidljivi, a pacijent bi otišao kući isti dan.

Katalizator metana

Istraživači MIT-a razvijaju sustav za smanjenje emisija stakleničkih plinova na farmama. U sklopu projektu uklanjanja emisija metana razvijaju katalizator koji metan pretvara u ugljični dioksid. 

Uspiju li u naumu, u sljedećih pet godina smanjit će radnu temperaturu katalizatora tako da bude koristan za klimu i ekonomski isplativ za farmere i društvo u cjelini, najavljuju sudionici projekta.

Učinkovito računalstvo na pametnom telefonu

Aplikacije za praćenje zdravlja pomažu ljudima da nadziru stanje kroničnih bolestima i održe tjelesnu formu uz pomoć pametnog telefona. Međutim, te aplikacije znaju biti spore i energetski neučinkovite jer se ogromni modeli strojnog učenja koji ih pokreću moraju prebacivati ​​između pametnog telefona i središnjeg memorijskog poslužitelja. Inženjeri onda ubrzavaju stvari s pomoću hardvera koji smanjuje potrebu za premještanjem tolike količine podataka. Nažalost, takvi akceleratori podložni su napadima. 

No, sad su istraživači MIT-a i MIT-IBM Watson AI Laba osmislili akcelerator strojnog učenja otporan na dvije najčešće vrste napada. Optimizacija omogućava snažnu sigurnost i pritom tek neznatno usporava uređaj, a dodatna sigurnost pritom ne utječe na točnost izračuna. Testovi su pokazali otpornost na hakerske napade i nakon milijuna pokušaja krađe podataka korištenjem bočnih kanala i napada sabirnice, a istraživači sad proučavaju kako bi smanjili potrošnju energije i veličinu čipa, što bi olakšalo njegovu implementaciju u razne uređaje.

Električni robot  

Tek što se oprostio od kultnog humanoidnog robota Atlas, odnosno njegove hidraulički pokretane verzije, tvrtka Boston Dynamics predstavila je njegovu novu, poboljšanu verziju. Novi je Atlas potpuno električni pokreću ga baterije i električni pokretači. Kao takav, kažu, snažniji je i fleksibilniji od čovjeka.

Električna verzija Atlasa bit će jača, sa širim rasponom kretanja od bilo koje prethodne generacije, a u kompaniji već istražuju nekoliko novih varijacija hvataljki za manipulaciju u različitim okruženjima. 

Moćan hardver pritom prati i odgovarajući softver. Robot je, kažu, opremljen novom umjetnom inteligencijom i alatima za strojno učenje, kao što su učenje s pojačanjem i računalni vid.