Istraživači Sveučilišta u Chicagu i Kalifornijskog sveučilišta u San Diegu učinili su velik iskorak u borbi protiv bakterijskih infekcija. Tamošnji laboratoriji razvili su naime bioelektronički uređaj koji koristi prirodnu električnu aktivnost određenih bakterija na našoj koži i time otvorili put liječenju infekcija bez lijekova. Revolucionarna studija, objavljena u časopisu Device, otkriva kako programabilna električna stimulacija može učinkovito smanjiti štetne učinke Staphylococcus epidermidis, uobičajene bakterije poznate po tome što uzrokuje bolničke infekcije i pridonosi otpornosti na antibiotike.

Fleksibilni elektroceutički flaster isporučuje nježne električne signale bakterijama na određenoj pH razini kože, što dovodi do privremenih promjena u njihovom ponašanju i sprečava stvaranje nakupina bakterija koje mogu dovesti do ozbiljnih infekcija. Uređaj aktivira bakterijske reakcije samo u kiselim sredinama, slično kao kod zdrave kože, a električna stimulacija značajno smanjuje aktivnost štetnih gena u bakterijama i obuzdava njihov rast, bez oslanjanja na antibiotike. Ova tehnologija omogućuje ciljanu terapiju, smanjujući potencijalne nuspojave često povezane s tradicionalnim antibiotskim tretmanima.

Zebrahub: atlas embrija

Psihodelični video zapisi, snimani godinama, dio su novog atlasa embrija nazvanog Zebrahub koji pokazuje gdje se stanice nalaze i što rade u različitim fazama razvoja. Atlas kombinira timelapse videozapise visoke rezolucije razvoja embrija zebrice (Danio rerio) s podacima koji otkrivaju koji su geni uključeni u svakoj fazi razvoja. 

"U tim ranim fazama života svi su embriji vrlo slični. Oblici, geni, molekularni strojevi koji su odgovorni za posao izgradnje organizma, sve je to vrlo slično", objašnjavaju istraživači Chan Zuckerberg Biohuba u San Franciscu u radu objavljenom u časopisu Cell. Zebrahub biolozima nudi besplatan pristup podacima i alatima za pregled i korištenje ove riznice podataka. 

Programeri su izradili i novi mikroskop koji prebacuje tanki sloj svjetlosti preko cijelog embrija, generirajući slike u hodu. Ovom tehnikom izbjegava se izlaganje embrija oštrim laserima koji bi im mogli naštetiti. Tim mikroskopom snimili su vremenske intervale embrija od trenutka oplodnje do otprilike 24 sata rasta. Snimke su potom analizirane uz pomoć novog softvera, dizajniranog za praćenje kretanja svake pojedinačne stanice u 3D prostoru.

Prvi neelektrični touchpad na svijetu

Istraživači Sveučilišta Tampere razvili su prvu mekanu dodirnu podlogu koja može osjetiti silu, područje i mjesto kontakta bez struje. Uređaj koristi pneumatske kanale, što omogućuje njegovu upotrebu u MRI uređajima i drugim uvjetima u kojima treba izbjegavati korištenje elektroničkih uređaja. Od ovog tehnološkog rješenja korist bi, kažu, mogli imati i razni mekani uređaji poput mekih robota i rehabilitacijskih pomagala. Uređaj, opisan u časopisu Advanced Intelligent Systems, može se koristiti i u uvjetima jakog zračenja i tamo gdje bi i najmanja iskra elektriciteta izazvala ozbiljnu opasnost.

Tehnologija senzora koja se koristi u touchpadu omogućava pneumatskom robotu da izvodi biopsijski zahvat dok se pacijent skenira. Dodavanjem podataka prikupljenih senzorima bit će, kažu, moguće mapirati mjesto, snagu i područje dodira preko cijele površine uređaja, a koristi od dodavanja osjeta dodira mogle bi imati i napredne protetske ruke.

3D atlas mozga sisavaca u razvoju

Korištenjem naprednih tehnika snimanja i mikroskopije, Penn State College of Medicine i suradnici s pet različitih instituta izradili su 3D atlas razvoja mišjih mozgova, predstavljen u časopisu Nature Communications. Koristeći MRI, istraživači su snimili slike cjelokupnog oblika i strukture mozga. Uz pomoć fluorescentnog mikroskopa vizualizirali su cijeli mozak u rezoluciji jedne stanice. Ove slike visoke rezolucije zatim su usklađene s oblikom MRI predložaka mozga kako bi se stvorila 3D karta.

Atlas se može koristiti za analizu različitih skupova podataka i praćenje kako se pojedinačni tipovi stanica pojavljuju u mozgu u razvoju, a istraživači su se usredotočili na GABAergične neurone, živčane stanice koje igraju ključnu komunikacijsku ulogu u mozgu. Ovaj tip stanica je upleten u shizofreniju, autizam i druge neurološke poremećaje. Interaktivna verzija atlasa javno je  dostupna i besplatna te služi kao primjer kako se mnoštvo različitih podataka — genomskih, neuroimaginga, mikroskopskih i drugih — može integrirati u istu podatkovnu infrastrukturu. To će, kažu, pokrenuti sljedeću evoluciju istraživanja mozga potaknutu strojnim učenjem i umjetnom inteligencijom.

MouthIO, interaktivni aparatić za zube

Razmišljajući o mogućnostima hands-free uređaja i načinima njihovog daljinskog povezivanja s drugim uređajima, istraživači MIT-ovog laboratorija CSAIL i danskog Sveučilišta Aarhus osmislili su MouthIO. Ovaj interaktivni aparatić za zube s ugrađenim senzorima mogao bi pomoći stomatolozima i drugim liječnicima u prikupljanju zdravstvenih podataka i pomoći osobama s oštećenjem motorike da komuniciraju telefonom, računalom ili uređajem za praćenje fitnessa koristeći usta.

MouthIO ergonomski odgovara gornjem ili donjem nizu zuba, a ispisuje se u zubnoj smoli. U njegovo kućište mogu se integrirati razne elektroničke komponente: baterije, senzori, detektori osjetljivi na dodir jezika te aktuatori, vibracijski motori i LED za povratnu informaciju. Mala elektronika može se dodatno postaviti i izvan kućišta na pojedinačne zube. Ugradnjom akcelerometra uređaj može pratiti bruksizam, naviku škrgutanja zubima, a ugradnjom malog touchpada MouthIO jezik pretvara u "treću ruku" i otvara put interakciji bez ruku.

Robot koji svira violončelo 

Robotika danas pokreće inovacije u raznim sektorima. Ovaj put je novi robot ušao u koncertnu dvoranu i pred publikom uz pratnju simfonijskog orkestra iz Malmöa na violončelu odsvirao skladbu Jacoba Muhlrada, posebno napisanu za robota. Industrijske robotske ruke s 3D printanim dijelovima razvio je istraživač i skladatelj Fredrik Gran, a robot se prilikom sviranja instrumenta nije oslanjao na AI alate.

Postoji puno klavira koji sami sviraju, no Muhlrad je prvi radio s dvije industrijske robotske ruke koje mogu svirati zamršeni žičani instrument. Tvorac robota vjeruje da eksperiment sa simbiozom novih tehnologija i robotskog violončelista nudi beskrajne mogućnosti. To, kaže, ne znači da tehnologija treba zamijeniti čovjeka; to je jednostavno sjajan alat od kojeg ljudi mogu učiti i istraživati granice onoga što možete učiniti s violončelom.

Elektronička koža po uzoru na ljudski mozak

Istraživači Nacionalnog sveučilišta Jeonbuk i korejskog Instituta za znanost i tehnologiju DGIST razvili su ultraosjetljivi senzor pritiska za elektroničku kožu po uzoru na živčani sustav u ljudskom mozgu. Riječ je o rješenju koje bi. kažu, primjenu trebalo naći u digitalnim zdravstvenim uređajima temeljenim na umjetnoj inteligenciji, ali i transparentnim zaslonima i nosivim uređajima.

Mozak prenosi signale na složen i brz način jer neuroni i glijalne stanice rade zajedno. Korejski istraživači izradili su mrežu nanočestica po uzoru na ovu strukturu i dizajnirali senzor tlaka osjetljiv na blagi pritisak. Ovaj senzor tlaka, predstavljen u časopisu Chemical Engineering Journal, vrlo je osjetljiv, transparentan i fleksibilan pa može detektirati male promjene, kao što su otkucaji srca ili pritisak kapljica vode. Uz to, radi stabilno čak i nakon 10.000 ponovljenih korištenja, a njegova učinkovitost ne opada čak ni u vrućim ili vlažnim okruženjima.

3D tehnologija ispisa za svemirske materijale

Istraživači Korejskog instituta za znanost o materijalima (KIMS), Nacionalnog sveučilišta Gyeongsang i POSTECH-a razvili su novu metalnu 3D ispisanu leguru visokih performansi, prilagođenu svemirskim okruženjima. Novorazvijena legura, opisana u časopisu Additive Manufacturing, pokazala je iznimnu mehaničku izvedbu na ekstremnim kriogenim temperaturama do -196 °C i time dokazala veliki potencijal korištenja u ekstremnim uvjetima i svemirskim istraživanjima.

Ova se tehnologija, kažu, može primijeniti na složene komponente kao što su mlaznice koje prskaju gorivo u raketama za istraživanje svemira i turbinske mlaznice koje izvlače energiju. Ona, tvrde, poboljšava performanse i produljuje životni vijek dijelova koji se koriste u svemiru i drugim ekstremnim okruženjima. 

Statički elektricitet pogoni klima uređaj

Više od 25 milijuna tona polistirenskih materijala za pakiranje za jednokratnu upotrebu proizvede se svake godine u svijetu, ali samo mali dio se reciklira dok većina završi na odlagalištu. No, sad su se istraživači australskog sveučilišta RMIT i Tehničkog sveučilišta u Rigi dosjetili kako praktično iskoristiti odbačeni materijal. Izradili su inovativni tanki flaster, napravljen od više slojeva polistirena tankih desetinu ljudske kose koji proizvodi statički elektricitet iz zraka.

To znači da bi se energija mogla prikupljati iz turbulentnog ispuha klimatizacijskih jedinica, čime bi se potražnja mogla smanjiti do 5 %, izračunali su istraživači. Maksimalni napon koji su uređaji mogli proizvesti u eksperimentima, opisanima u časopisu Advanced Energy and Sustainability Research, bio je oko 230 volti, što je usporedivo s mrežnim naponom u kućanstvima, iako pri puno nižoj snazi. Ugradnja poliesterskih filmova u podzemne prolaze mogla bi dopuniti lokalnu opskrbu energijom bez stvaranja dodatne potražnje na mreži, kažu istraživači.

Materijal koji apsorbira elektromagnetske valove

Istraživači Korejskog instituta za znanost o materijalima (KIMS) razvili su kompozitni materijal s ultratankim filmom koji može apsorbirati 99 % elektromagnetskih valova iz različitih frekvencijskih pojasa kao što su 5G/6G, WiFi i radar za autonomnu vožnju. 

Ovaj kompozitni materijal, opisan u časopisu Advanced Functional Materials, apsorbira elektromagnetske valove u više frekvencijskih pojasa istovremeno. Materijal je također tanak, fleksibilan i dovoljno izdržljiv da zadrži svoj oblik čak i nakon savijanja i rasklapanja tisućama puta.

Čovjek i njegov duplikat

U proteklih 18 godina japanski izumitelj Hiroshi Ishiguro stvorio je šest svojih robotskih klonova. Nedavno je iz njegovog Isgiguro Laba izašao i Geminoid HI-6, robot fizički potpuno nalik svom tvorcu koji uz to lako duplicira i njegove izraze lica. Teleoperirani android trenutno je izložen na Sveučilištu u Osaki gdje robotski klon drži predavanja i odgovara na pitanja studenata. Robot je integriran s velikim jezičnim modelom i deset Ishigurovih knjiga, a u robota su ugrađeni i svi njegovi dosadašnji medijski nastupi. 

Robotov glas nije baš čista kopija originala, više zvuči kao generička odrasla muška osoba s neobičnim naglaskom, no zato je njegova koža izrađena od silikona koji, kažu, pojačava dojam ljudskosti. Robot ima ukupno 53 stupnja slobode, a može reproducirati različita ljudska ponašanja, uglavnom pokrete gornjeg dijela tijela i izraze lica. Ima 16 pneumatskih pokretača i vanjsko napajanje za upravljanje, plastičnu glavu i metalni kostur. Zasad nema sposobnost hodanja, ali se dvonožni mehanizam očekuje u bliskoj budućnosti. 

Robot koji zna slušati 

Istraživači Sveučilišta Duke osmislili su SonicSense, sustav koji robotima omogućava interakciju s okolinom na načine koji su prije bili ograničeni na ljude. SonicSense naime ima robotsku ruku s četiri prsta opremljena kontaktnim mikrofonom. Ovi senzori detektiraju i bilježe vibracije koje nastaju kada robot lupka, hvata ili trese predmet. 

Na temelju interakcija i detektiranih signala, SonicSense izdvaja frekvencijske značajke i koristi svoje prethodno znanje kako bi otkrio od kojeg je materijala napravljen objekt i njegov 3D oblik. Ako je riječ o objektu koji sustav prije nije vidio, trebat će mu do 20 različitih interakcija da dođe do zaključka. Ako se objekt već nalazi u bazi podataka, identificirat će ga u samo četiri pokreta.

Okretanjem ili protresanjem kutije on može izbrojati broj i oblik materijala koji se nalazi u njoj, ili odrediti koliko se vode nalazi u boci. Tapkanjem po vanjskoj strani objekta, slično kao što ljudi istražuju predmete u mraku, može napraviti 3D rekonstrukciju oblika i odrediti od kojeg je materijala napravljen.

Nosiva ultrazvučna tehnologija za praćenje mišića

Inženjeri Kalifornijskog sveučilišta San Diego razvili su nosivi ultrazvučni uređaj koji bežično prati aktivnost mišića. Dizajniran za lijepljenje na kožu i napajan baterijom, ovaj uređaj, opisan u časopisu Nature Electronics, omogućava praćenje rada mišića u visokoj rezoluciji, bez invazivnih zahvata.  Uređaj je smješten u fleksibilno kućište od silikonskog elastomera i sastoji se od tri glavne komponente: sonde za slanje i primanje ultrazvučnih valova, bežičnog kruga koji kontrolira sondu, bilježi podatke i prenosi ih na računalo te litij-polimerske bateriju koja može napajati sustav najmanje tri sata.

Nošen preko prsnog koša uređaj može pratiti kretanje i debljinu dijafragme, što bi moglo biti od koristi pacijentima s respiratornim problemima i onima koji ovise o mehaničkoj ventilaciji, kažu istraživači. Uređaj je testiran i na podlaktici za snimanje aktivnosti mišića ruke i zapešća. Zahvaljujući AI algoritmu prepoznati različite geste rukama isključivo iz ultrazvučnih signala pa ga može koristiti kao dio sučelja čovjek-stroj za upravljanje robotskom rukom i igranje virtualnih igara.