Brzo punjive baterije, ekološke koristi ljudskog urina i roboti koji spravljaju savršenu kajganu

Od ionske kože do enzima koji plastiku razgrađuju za nekoliko sati, istraživači su nam i ovaj tjedan ponudili nekoliko rješenja za razne svakodnevne probleme

Mladen Smrekar subota, 7. svibnja 2022. u 06:00

Električna vozila su beskrajno bolja za okoliš od onih na plin, ali njihova je slaba točka vrijeme potrebno da napune svoje baterije. No, to bi se uskoro moglo i promijeniti. Sudeći prema studiji, objavljenoj u časopisu Science Advances, kineski istraživači uspješno su povećali brzinu punjenja litij-ionske baterije dodavanjem bakrenog premaza i nanožica na anodu.

Baterije se brže pune uz pomoć bakrenog premaza i nanožica
Baterije se brže pune uz pomoć bakrenog premaza i nanožica

Na taj su način napunili bateriju do 60% za samo 5,6 minuta i do 80% za samo 11,4 minute. Izbjegavali su testiranje do 100% kako ne bi oštetili bateriju. Nažalost, istraživači nisu precizirali koliko bi takva baterija koštala i kad bi mogla biti spremna za proizvodnju.

Ljudski urin kao ekološko gnojivo

Francuski istraživači otkrili su jedinstvenu prirodnu alternativu kemijskim gnojivima koja smanjuje zagađenje okoliša i pomaže prehraniti rastuću svjetsku populaciju, a sve zahvaljujući neočekivanom sastojku - ljudskom urinu.

Sintetička dušična gnojiva pospješuju poljoprivrednu proizvodnju, ali ako se koriste u prekomjernoj količini, onečišćuju okoliš. Njihove cijene također rastu, pogotovo od početka rata u Ukrajini. To je znanstvenike nagnalo da rješenje potraže u nama. 

Da bi rasle, biljke trebaju hranjive tvari, dušik, fosfor i kalij. Kad jedemo, mi te hranjive tvari unosimo u organizam prije nego što ih izlučimo, uglavnom kroz mokraću. Jednostavno, i efikasno.

Enzim koji plastiku razgrađuje u satima

Nova studija u časopisu Nature opisuje korištenje posebno stvorene varijante enzima koja znatno smanjuje vrijeme potrebno za razgradnju komponenti plastike.
U testovima su proizvodi izrađeni od polimer polietilen tereftalata (PET) razgrađeni u tjedan dana, a u nekim slučajevima i unutar 24 sata; inače, riječ je o proizvodima koji se obično razgrađuju stoljećima.

Enzim FAST-PETase
Enzim FAST-PETase

Istraživači su ovaj enzim nazvali FAST-PETase, pri čemu FAST znači funkcionalno, aktivno, stabilno i tolerantno. Enzim su razvili iz prirodne PETaze koja omogućuje bakterijama da razgrađuju PET plastiku . Potom su ga modificirali pomoću strojnog učenja kako bi odredili pet mutacija koje omogućuju bržu razgradnju plastike u različitim uvjetima u okolišu.

Da bi im to uspjelo, istraživači su proučili razgradnju 51 različite plastične posude od pet različitih poliesterskih vlakana te tkanina i boca napravljenih od PET-a.

Od slane do pitke vode pritiskom na gumb

Istraživači MIT-a razvili su prijenosni uređaj za desalinizaciju koji stvara bistru, čistu vodu za piće bez potrebe za filterima ili visokotlačnim crpkama. Uređaj veličine kovčega zahtijeva manje energije za rad od punjača za mobitele i može se pokretati malim, prijenosnim solarnim panelom koji se može kupiti online za 50 dolara.

Uređaj automatski proizvodi pitku vodu koja premašuje standarde kvalitete Svjetske zdravstvene organizacije, a uključuje se pritiskom na gumb
Uređaj automatski proizvodi pitku vodu koja premašuje standarde kvalitete Svjetske zdravstvene organizacije, a uključuje se pritiskom na gumb

Za razliku od drugih prijenosnih jedinica za desalinizaciju koji koriste zamjenske filtere, ovaj uređaj, predstavljen u Environmental Science & Technology, čestice iz vode uklanja pomoću električne energije. To olakšava održavanje i postavljanje u udaljenim područjima, s ozbiljno ograničenim resursima, od otoka do brodova. Mogao bi se koristiti kao ispomoć u prirodnim katastrofama i velikim vojnim akcijama. 

AI alat vidi u mozak u pokretu

Tim biomedicinskih inženjera Sveučilišta Johnsa Hopkinsa razvio je strategiju obuke umjetne inteligencije za snimanje slika mišjih moždanih stanica u akciji. Novi sustav, opisan u Nature Communications, vidi gdje se i kada mišje moždane stanice aktiviraju tijekom kretanja, učenja i pamćenja.

Prikupljeni podaci mogli bi jednog dana omogućiti znanstvenicima da shvate kako funkcionira ljudski mozak i kako na njega utječu bolesti
Prikupljeni podaci mogli bi jednog dana omogućiti znanstvenicima da shvate kako funkcionira ljudski mozak i kako na njega utječu bolesti

Kombinacijom umjetne inteligencije i malenog mikroskopa pričvršćenog na glavu miša u pokretu, istraživači su precizno vidjeti skokove aktivnosti pojedinačnih moždanih stanica u dosad nezabilježenoj visokoj rezoluciji i brzini kadrova. Uz dodatnu obuku, algoritam bi mogao točno interpretirati sastavljene od 52 ili čak 104 sličica u sekundi.

Senzorska narukvica za kontrolu ruke

Ljudi koji bolesti motornih neurona i cerebralne paralize nemaju sposobnost korištenja ruku, jednog bi dana mogli igrati videoigre. Ručnim kontrolom mogli bi upravljati zahvaljujući prilagodljivim, nosivim, u 3D printeru otisnutim narukvicama.

Trenutno se signali prenose u računalni program, a istraživači rade i na besplatnoj aplikaciji za pametne telefone
Trenutno se signali prenose u računalni program, a istraživači rade i na besplatnoj aplikaciji za pametne telefone

Izrađene od smole, narukvice hvataju sitne pokrete na zapešću korisnika kad pomiče prste. Ti se pokreti šalju bežično na računalo i zatim tumače, klasificiraju i prilagođavaju pomoću strojnog učenja. Interpretirane informacije potom se mogu koristiti za igranje, upravljanje računalnim sučeljem ili komunikaciju pomoću pametnog uređaja.

Narukvicu i program razvio je tim inženjera Škole računalnih znanosti Sveučilišta u Sydneyju i predstavio na međunarodnoj konferenciji o opipljivoj, ugrađena i utjelovljenoj interakciji TEI '22.

Ionska koža poput prirodne

Od svih pametnih koža one ionske najviše odgovaraju senzornim sposobnostima prave kože. Sastoje se od biokompatibilnih, fleksibilnih hidrogelova koji koriste ione za prijenos električnog naboja. 

Za razliku od pametne kože sastavljene od plastike i metala, hidrogelovi su mekani poput prave kože. To pruža prirodniji osjećaj protetskoj ruci i čini ih udobnima za nošenje
Za razliku od pametne kože sastavljene od plastike i metala, hidrogelovi su mekani poput prave kože. To pruža prirodniji osjećaj protetskoj ruci i čini ih udobnima za nošenje

Protetska ruka prekrivena ionskom kožom mogla bi dodirom ili pritiskom osjetiti predmet i tu informaciju prenijeti kroz živce u mozak koji aktivira motore potrebne za podizanje ili držanje predmeta. Ovakvo bioničko sučelje bit će moguće daljnjim razvojem kože i senzora.

Uz to, mekani hidrogel koji se nosi na koži mogao bi nenametljivo pratiti razne vitalne znakove pacijenta, zaključuju istraživači Sveučilišta British Columbia (UBC) u članku objavljenom u časopisu Science.

Robotski kušač hrane

Istraživači Sveučilišta Cambridge obučili su robota chefa da procjenjuje slanost jela u različitim fazama procesa žvakanja, oponašajući sličan proces kod ljudi. Oni vjeruju da bi rezultati mogli biti korisni u razvoju automatizirane ili poluautomatske pripreme hrane.

Robot kuhar, prethodno osposobljen za pravljenje omleta, kušao je devet različitih varijacija jednostavnog jela od kajgane i rajčice u tri različite faze procesa žvakanja i izradio mape različitih okusa. Ovaj pristup značajno je poboljšao sposobnost robota da brzo i precizno procijeni slanost jela u odnosu na druge elektronske tehnologije kušanja koje testiraju samo jedan homogenizirani uzorak.

Istraživači vjeruju da će roboti, oponašajući ljudske procese žvakanja i kušanja, s vremenom moći pristaviti hranu u kojoj će ljudi uživati
Istraživači vjeruju da će roboti, oponašajući ljudske procese žvakanja i kušanja, s vremenom moći pristaviti hranu u kojoj će ljudi uživati

"Kada robot uči kuhati, njemu - baš kao i svakom drugom kuharu - trebaju naznake koliko je dobro radio. Želimo da roboti razumiju pojam okusa, što će ih učiniti boljim kuharima", objašnjavaju istraživači koji namjeravaju poboljšati robota kuhara kako bi mogao kušati različite vrste hrane i poboljšati njegove senzorne sposobnosti za slatku ili masnu hranu.