Izbliza izgleda kao mnoštvo točkica u boji, ali iz daljine se vidi složena slika bogata detaljima: Koristeći tehniku ​​poentilizma, francuski slikar George Seurat je 1886. stvorio svoje remek-djelo "Nedjeljno poslijepodne na otoku La Grande Jatte". Na sličan način sada su na ETH u Zürichu proučili složene kvantne sustave sačinjene od mnogih čestica koje djeluju međusobno. U njihovom slučaju točkice se ne stvaraju tapkanjem kistom, već vidljivim pojedinačnim atomima u laboratoriju.

Uz pomoć kolega s Harvarda i Princetona, švicarski su istraživači metodu "kvantnog poentilizma" iskoristili kako bi pobliže proučili posebnu vrstu magnetizma i rezultate objavili u dva rada u časopisu Nature.

"Prvi put smo riješili fizičku zagonetku koristeći eksperiment na 'pravom' čvrstom tijelu kao i u kvantnom simulatoru. Naš teorijski rad je ljepilo koje sve drži zajedno”, kažu istraživači uvjereni da će njihova metoda biti korisna i za rješavanje raznih fizikalnih zagonetki, na primjer u supravodljivosti.

Nova tehnologija retuširanja

Zahvaljujući tehnici sinkrotronskog snimanja koja koristi X-zrake za preciznu identifikaciju sastava materijala, kemičari kanadskog Sveučilišta Western restaurirali su stare korodirane dagerotipije, vrlo ranu vrstu fotografija. Dagerotipije su bile popularne sredinom 19. stoljeća, a uključivale su slike utisnute na bakrene ploče kemijski tretirane da budu osjetljive na svjetlo. One se prirodno razgrađuju, a pokušaj njihovog čišćenja može pogoršati štetu. 

Čini se da su kemičari pronašli način da ih vrate u prvobitno stanje. Vrlo pojednostavljeno, kemijska analiza razine srebra i žive u svakoj točki na fotografiji pokazala je mjesta korozije i oštećenja nakon čega se korak po korak unazad otkrivalo što prikazuje izvorna slika. Time su dokazali kako je ova vrsta oporavka slike uvijek moguća, sve dok čestice slike pod bilo kakvom korozijom ostaju netaknute. 

Ova tehnika, predstavljena u časopisu Journal of Cultural Heritage, pokazuje mnogo potencijala za istraživanje kulturne baštine sredine 19. stoljeća. Mnoge dagerotipije izložene su u muzejima i galerijama diljem svijeta, a ova bi tehnika mogla otkriti puno više o tome kako su ljudi izgledali, odijevali se i živjeli u tom razdoblju. Štoviše, proces se također može prilagoditi za različite vrste materijala kod kojih je došlo do korozije ili degradacije, od arheoloških artefakta do fosila, i iskoristiti za proučavanja tkiva i u znanosti o materijalima.

Origami hvataljka za dronove

Crpeći inspiraciju iz origamija, drevne japanske umjetnosti savijanja papira, istraživači Tehnološkog instituta Shibaura osmislili su "samosklopivu origami hvataljku" (SOG) koja bespilotnim letjelicama dodaje sposobnost hvatanja. Srce SOG-a je "bistabilna" struktura, pametna origami konfiguracija nalik narukvici s kopčom. Iako teži samo teži samo 5 grama, hvataljka predstavljena u časopisu IEEE Robotics and Automation Letters, može sigurno držati predmete težine do 130 grama. 

SOG je biorazgradiv i u potpunosti je napravljen od papira, korištenjem tehnike izrade koju istraživači usavršavaju desetak godina. Koristeći stroj za rezanje i obični inkjet pisač, oni unaprijed režu i nanose mokru tintu na list papira. Fizikalno-kemijske reakcije između tinte i papira precizno su kalibrirane kako bi se list sam presavio iz ravnog u željenu origami strukturu. SOG eliminira potrebu za dodatnim materijalima poput plastike ili smole koje tradicionalni origami uređaji često koriste za povećanje fleksibilnosti.

Pametni filtar pretvara telefon u profesionalnu kameru

Istraživači UCLA-e  dosjetili su se kako smanjiti odsjaj na slikama. Njihov uređaj koristi dvodimenzionalnu poluvodičku tehnologiju i koristi ambijentalno svjetlo kako bi funkcionirao kao napredni "pametni filtar".

Ovaj kompaktni uređaj, dimenzija 1 x 1 cm, opisan u časopisu Nature Communications, ima ultra tanki proziran čip koji se sastoji od 10.000 piksela. Niz tih prozirnih piksela može proizvesti brz, širokopojasni, nelinearni odgovor na ambijentalno svjetlo male snage i, kažu, značajno poboljšati kalibar fotografija snimljenih jeftinim fotoaparatima.  

Uređaj nudi brojne prednosti; dolazne slike mogu se tako obraditi bez pretvorbe u digitalni signal, ubrzavajući rezultate i smanjujući količinu podataka koji se šalju u oblak za digitalnu obradu i pohranu. Istraživači predviđaju povezivanje svoje tehnologije s jeftinim kamerama i komprimiranjem podataka kako bi proizveli slike znatno veće rezolucije te preciznije i točnije uhvatili korisne informacije o rasporedu objekata u prostoru i elektromagnetskim spektrima prisutnim u svjetlu.

Biljni zavoj liječi opekline

Istraživači Smart Materialsa na Talijanskom tehnološkom institutu (IIT) razvili su biokompatibilni zavoj od materijala biljnog podrijetla koji s pomoću vitamina C ubrzava proces zacjeljivanja rana od opeklina. Ovaj zavoj, opisan u časopisu ACS Applied Bio Materials, zaustavlja širenje upale i smanjuje broj slobodnih radikala, čime se skraćuje vrijeme potrebno za zacjeljivanje. Ovo rješenje moglo bi se, kažu, primijeniti i za liječenje raznih vrsta ozljeda kože, uključujući razderotine i čireve. 

Zavoj je napravljen od novog biorazgradivog materijala i sastoji se od zeina, proteina dobivenog iz kukuruza; pektina, šećera koji se nalazi u kori jabuke; te sojinog lecitina. Koristeći njegovu poroznu teksturu, zavoj je impregniran vitaminom C, poznatim po svojim urođenim protuupalnim i antioksidativnim svojstvima. Nakon što se nanese na opeklinu, vitamin se postupno otpušta, stabilizira razinu upale i ublažava proizvodnju slobodnih radikala.

Neinvazivna BCI tehnologija

Kako osmisliti održivu alternativu invazivnim sučeljima mozak-računalo (BCI) pitanje je kojim se He Lab Sveučilišta Carnegie Mellon bavi već godinama. Oni su 2019. upotrijebili neinvazivni BCI kako bi navodili robotsku ruku kontroliranu umom. S vremenom je njihov pristup dubokom učenju temeljen na umjetnoj inteligenciji postajao sve robusniji i učinkovitiji da bi u novom radu, objavljenom u PNAS Nexusu, pokazali su da ljudi mogu kontrolirati pokretni objekt samo razmišljajući o njemu. 

Istraživači sad testiraju sposobnosti neinvazivne, AI pokretane BCI tehnologije u kontroli sofisticiranih zadataka robotske ruke, ali i njenu primjenu kod pacijenata s moždanim udarom koji pate od motoričkih oštećenja. Za nekoliko godina, nadaju se oni, pomoćni roboti pokretani umjetnom inteligencijom mogli bi biti dostupni širokom krugu korisnika, prvenstveno motorički oštećeni pacijenti koji pate od ozljede leđne moždine, moždanog udara ili drugih poremećaja kretanja, ali ne žele da im se ugradi implantat.

Mikrokondenzatori za čipove budućnosti

U stalnoj potrazi da elektroničke uređaje učine sve manjim i energetski učinkovitijim, istraživači istražuju načine kako da energiju pohrane izravno na mikročipove i tako smanje gubitke koji nastaju prijenosom energije između komponenti. Koristeći uobičajene materijale i tehnike izrade, istraživači Berkeley Laba i Kalifornijskog sveučilišta Berkeley postigli su rekordno visoke gustoće energije i snage u mikrokondenzatorima s tankim slojevima hafnijevog oksida i cirkonijevog oksida.  

"Pokazali smo da je moguće pohraniti puno energije u mikrokondenzatorima napravljenim od projektiranih tankih slojeva. Štoviše, to nam je uspjelo s materijalom koji se može obrađivati ​​izravno na vrhu mikroprocesora", pohvalili su se istraživači u časopisu Nature. Njihovo rješenje, kažu, utire put naprednoj pohrani energije na čipu i isporuci energije u elektronici sljedeće generacije. Ovi mikrokondenzatori visokih performansi mogli bi naime pomoći u ispunjavanju rastuće potražnje za učinkovitim, minijaturiziranim skladištenjem energije u mikrouređajima kao što su senzori Interneta stvari, rubni računalni sustavi i procesori umjetne inteligencije.

Virtualna stvarnost protiv depresije

Virtualna stvarnost mogla bi pomoći u liječenju velikog depresivnog poremećaja (MDD), tvrdi studija objavljena u časopisu JMIR Mental Health. Naime, istraživači Sveučilišta Stanford, upčili su učinkovitost bihevioralne aktivacije poboljšane proširenom stvarnošću (XR-BA) u ublažavanju simptoma depresije.

Rezultati istraživanja pokazuju da proširena stvarnost može pomoći u destigmatizaciji skrbi za mentalno zdravlje. Kliničari bi mogli koristiti XR kao alat za liječenje kako bi motivirali klijente da aktivno sudjeluju u svom psihoterapijskom tretmanu ispunjavanjem "domaće zadaće" na nov, zabavan i pristupačan način, uvjereni su istraživači koji naglašavaju potencijal VR-a, posebice XR-BA, u liječenju depresije s podjednako dobrim ishodima kao tradicionalna terapija. 

Čip od super čistog silicija za moćna kvantna računala

Istraživači sveučilišta u Melbourneu i Manchesteru osmislili su način proizvodnje visoko pročišćenog silicija namijenjenih moćnim kvantnim računalima. Njihovo rješenje, opisano u časopisu Nature Communication Materials, koristi atome fosfora implantirane u kristale čistog stabilnog silicija i produžuje trajanje notorno krhke kvantne koherencije.

"Krhka kvantna koherencija znači da se računalne pogreške brzo gomilaju. S robusnom koherencijom koju pruža naša nova tehnika, kvantna računala mogla bi u satima ili minutama riješiti neke probleme za koje bi konvencionalnim računalima, pa čak i superračunalima, trebala stoljeća", tvrde istraživači. Novi visokopročišćeni silicijski računalni čipovi čuvaju i štite kubite tako da oni mogu održati kvantnu koherenciju mnogo dulje, omogućujući složene izračune sa znatno smanjenom potrebom za ispravljanjem pogrešaka.

Bolji slušni aparati

Istraživači Sveučilišta Macquarie srušili su 75 godina staru teoriju o tome na koji način ljudi određuju odakle dolaze zvukovi. Oni su dokazali kako ista neuronska mreža odvaja govor od pozadinskih zvukova, a to bi saznanje, objavljeno u časopisu Current Biology, trebalo pomoći u izradi novih, puno boljih uređaja, od slušnih pomagala do pametnih telefona. 

"LLM-ovi briljantno predviđaju sljedeće riječi u rečenici, ali pokušavaju učiniti previše. Kad slušamo, naš mozak ne prati zvuk cijelo vrijeme, a upravo to pokušavaju veliki jezični procesori. Ne moramo rekonstruirati signal visoke vjernosti, već umjesto toga razumjeti kako naš mozak predstavlja taj signal neuralno, mnogo prije nego što stigne do središta za jezik u korteksu", objašnjavaju istraživači koji sad žele identificirati minimalnu količinu informacija iz koje se može izvući maksimalna količina slušnih podataka. 

Svila kao zvučni izolator

Istraživači MIT-a razvili su svilenu tkaninu koja potiskuje zvuk i koja se može koristiti za zvučnu izolaciju prostora. Tkanina jedva deblja od ljudske vlasi, opisana u časopisu Advanced Materials,  sadrži posebno vlakno koje vibrira kad se na njega primijeni napon. 

Te vibracije koriste se kako bi se zvuk potisnuo na dva različita načina. U jednom vibrirajuća tkanina stvara zvučne valove koji ometaju neželjenu buku i poništavaju je slično slušalicama koje dobro funkcioniraju u malom prostoru poput ušiju, ali ne rade u velikim zatvorenim prostorima poput soba ili aviona.

Drugi pristup omogućuje smanjenje buke i u tim puno većim prostorima tako što materijal  potiskuje vibracije ključne za prijenos zvuka. To sprječava prijenos buke kroz tkaninu i stišava glasnoću. Zahvaljujući tom rješenju, sasvim uobičajeni materijali poput svile, platna ili muslina mogu se iskoristiti za izradu pregrada u otvorenim radnim prostorima ili tankih zidova od tkanine koji sprječavaju prodor zvuka.

Google AI AlphaFold 3 otkriva nove lijekove

AlphaFold 3, AI model za promatranje proteinskih i molekularnih struktura, nudi uzbudljive mogućnosti prilikom otkrivanja novih lijekova, a mogao bi se koristiti i u poljoprivrednim  i biološkim istraživanjima, genetici i šire, tvrde istraživači Google DeepMinda i Isomorphic Labsa. Program, predstavljen u časopisu Nature obučen je na Banci podataka o proteinima i može obraditi više od 99% svih poznatih biomolekularnih kompleksa sadržanih u toj bazi podataka. Osposobljen je za vrlo precizna predviđanja proteina i njihovih interakcija s drugim biološkim molekulama, što je bitno za razumijevanje svih vrsta bioloških procesa. 

Istraživači tvrde da se s pomoću njega mogu stvarati i testirati hipoteze na atomskoj razini i proizvesti strukturna predviđanja u roku od nekoliko sekundi, umjesto mjeseci ili godina koliko bi bilo potrebno bez korištenja ove tehnologije. Dakako, AlphaFold 3 je kao i druge umjetne inteligencije sklon halucinacijama, ali istraživači tvrde da točnost programa znatno premašuje preciznost drugih alata za predviđanje.