Znanstvenici s Harvarda uzgojili su 3D modele mozga koristeći stanice više ljudi. Nove hibridne tvorevine, zvane kimeroidi, varijacija su moždanih organoida, sićušnih 3D modela napravljenih od tkiva koji oponašaju strukturu i funkciju mozga pune veličine. Ti modeli bolje predstavljaju ljudsku biologiju od 2D staničnih modela ili laboratorijskih miševa. 

Tipično, moždani organoidi se uzgajaju iz stanica koje su prikupljene od samo jednog donora. To znači da ne mogu uhvatiti genetsku varijabilnost koja postoji među ljudima, a koja može utjecati nanjihove reakcije na lijekove. Stvaranje himeroida moglo bi prevladati ovu prepreku, nadaju se znanstvenici koji su o svom eksperimentu izvijestili u časopisu Nature.  

Kako bi napravili himeroide, istraživači su prikupili matične stanice pet ljudi, a zatim su u laboratoriju upotrijebili kemikalije za poticanje rasta kako bi ih natjerali da izrastu u moždane organoide od kojih je svaki imao stanice samo jedne osobe. Kad bi sadržavali stanice još više ljudi, himeroidi bi teoretski mogli pomoći u određivanju kako će pacijenti reagirati na lijekove prije testiranja u kliničkom ispitivanju, kažu znanstvenici. 

Bežični prijemnik blokira smetnje 

Sve više bežičnih komunikacijskih uređaja velike brzine, od 5G mobilnih telefona do senzora za autonomna vozila, znači sve veću gužvu u eteru. Zbog toga su istraživači MIT-a demonstrirali novu arhitekturu bežičnog prijamnika s više ulaza i izlaza (MIMO) s milimetarskim valovima koji može podnijeti jače prostorne smetnje. 

MIMO sustavi imaju više antena, što im omogućuje odašiljanje i primanje signala iz različitih smjerova. Njihov bežični prijemnik prepoznaje i blokira prostorne smetnje prije nego što se neželjeni signali pojačaju, a to poboljšava izvedbu. On može blokirati do četiri puta više smetnji od nekih sličnih uređaja, a komponente za blokiranje smetnji mogu se po potrebi uključiti i isključiti radi uštede energije. U mobilnom telefonu takav prijemnik mogao bi ublažiti probleme s kvalitetom signala koji mogu dovesti do sporih i isprekidanih Zoom poziva ili streaminga videa.

Jedan pisač za više materijala 

Istraživači Sveučilišta u Missouriju (Mizzou) razvili su Freeform Multi-material Assembly Process, metodu za stvaranje složenih uređaja s više materijala, uključujući plastiku, metale i poluvodiče, sve s jednim strojem. Principi novog 3D ispisa i laserskog procesa za proizvodnju višeslojnih senzora od više materijala, sklopova, pa čak i tekstila s elektroničkim komponentama, objavljeni su u časopisu Nature Communications.  

Stroj ima tri različite mlaznice: jedna dodaje materijal sličan tinti, druga koristi laser za rezbarenje oblika i materijala, a treća dodaje dodatne funkcionalne materijale za poboljšanje mogućnosti proizvoda. Ispisom senzora ugrađenih u strukturu, stroj može proizvoditi stvari koje mogu osjetiti uvjete okoline, uključujući temperaturu i tlak. Za medicinske potrebe mogli bi se pak otisnuti ​​nosivi uređaji koji prate krvni tlak i druge vitalne znakove. 

Automobil koji vidi iza ugla

Istraživači MIT-a i Mete razvili su tehniku ​​računalnog vida koja bi autonomnom vozilu mogla omogućiti da vidi što se događa iza ugla. Njihova metoda zvana PlatoNeRF stvara fizički precizne 3D modele cijele scene, uključujući područja blokirana od pogleda, koristeći slike s jedne pozicije kamere. Ova tehnika koristi sjene kako bi odredila što se nalazi u zapriječenim dijelovima scene.

Pristup je utemeljen na Platonovoj alegoriji špilje, gdje okovani zatočenici stvarnost vanjskog svijeta razaznaju na temelju sjena koje padaju na zid špilje. Kombinacijom lidara i strojnog učenja PlatoNeRF može generirati preciznije rekonstrukcije 3D geometrije od postojećih AI tehnika. Uz to, sustav bolje rekonstruira scene u kojima je teško vidjeti sjene, poput onih s jakim ambijentalnim svjetlom ili tamnom pozadinom.

Osim što bi poboljšao sigurnost autonomnih vozila, PlatoNeRF bi se mogao koristiti u AR/VR slušalicama i omogućiti korisniku da modelira geometriju sobe bez potrebe za hodanjem okolo. Moglo bi pomoći i skladišnim robotima da brže pronađu artikle u pretrpanim okruženjima, kažu istraživači koji će svoj rad predstaviti na Konferenciji o računalnom vidu i prepoznavanju uzoraka.

CRD-CGAN tehnologija stvaranja digitalnog sadržaja

Istraživači Sveučilišta Hubei Minzu i Sveučilišta Wuhan te Meta Reality Labsa razvili su ažuriranu verziju CRD-CGAN-a. Ovaj model, opisan u časopisu Frontiers of Computer Science, nudi značajno poboljšanje u odnosu na prethodne tehnologije i fokusira se na generiranje fotorealističnih slika iz tekstualnih opisa s povećanom preciznošću.

CRD-CGAN omogućava umjetnoj inteligenciji da proizvede slike koje ne samo da se u potpunosti podudaraju s opisnim tekstom, već također pružaju višestruka tumačenja, a svaka održava visoku vizualnu kvalitetu. Model uči kroz iterativnu obuku i kontinuirano se prilagođava na temelju povratnih informacija, uspoređujući svoje generirane slike sa stvarnim slikama.

"Ovaj napredak pomiče granice onoga što umjetna inteligencija može postići u generiranju slika i nudi praktična, prilagodljiva rješenja", kažu tvorci ažuriranog RD-CGAN modela koji je rigorozno je testiran u usporedbi s referentnim skupovima podataka kao što su Caltech-UCSD Birds-200-2011, Oxford 102 flower i MS COCO 2014.

Inovativna baterija: više energije i manji utjecaj na okoliš

Litij-metalne baterije mogu pohraniti najmanje dvostruko više energije po jedinici volumena od litij-ionskih baterija. To znači da bi električni automobil s jednim punjenjem mogli prijeći dvostruko veći put ili da se pametni telefon neće morati tako često puniti. Problem je što tekući elektrolit zahtijeva dodavanje značajnih količina fluoriranih otapala i fluoriranih soli, što povećava utjecaj na okoliš. Međutim, bez dodatka fluora litij-metalne baterije bile bi nestabilne, prestale bi raditi nakon vrlo malo ciklusa punjenja i bile bi sklone kratkim spojevima, pregrijavanju i paljenju. 

No, sad su istraživači ETH Zurich razvili rješenje koje dramatično smanjuje količinu fluora potrebnog u litij-metalnim baterijama. Ova metoda, opisana u časopisu Energy & Environmental Science, koristi elektrostatsko privlačenje za postizanje željene reakcije. Ovdje električki nabijene fluorirane molekule služe kao sredstvo za prijenos fluora do zaštitnog sloja, što znači da je u tekućem elektrolitu potrebno 20 puta manje fluora.

Ova metoda može se neprimjetno integrirati u postojeći proizvodni proces baterija bez generiranja dodatnih troškova za promjenu proizvodnih postavki. Baterije korištene u laboratorijskom eksperimentu bile su veličine novčića. U sljedećem koraku istraživači planiraju testirati skalabilnost metode i primijeniti je na ćelije vrećica koje se koriste u pametnim telefonima.

Holografske novčanice

Japan je početkom srpnja u optjecaj uveo nove novčanice s, kako tvrde tamošnji monetarni stručnjaci, pionirskom uporabom napredne holografije u svijetu. Ova tehnologija stvara iluziju portreta povijesnih ličnosti koji se okreću u 3D na novčanicama, služeći kao ključna mjera protiv krivotvorina. Ovo je prvi redizajn novčanica u 20 godina.

Nove novčanice uvode nekoliko inovativnih značajki opremljenih naprednim sigurnosnim značajkama za sprečavanje krivotvorenja. U novčanice je tako ugrađena vrhunska holografska tehnologija koja stvara trodimenzionalni efekt. To uključuje i 3D holografske pruge na novčanicama od 10.000 ¥ i 5000 ¥ koje prikazuju portrete iz različitih kutova. Novčanica od 1000 ¥ uključuje sličnu holografsku oznaku u donjem lijevom kutu. Uvećani arapski brojevi zamjenjuju prethodne kanji znakove, a taktilne oznake pomažu osobama oštećena vida da prepoznaju apoene dodirom.

Umjetna inteligencija optimizira razvoj lijekova s ​​antitijelima

Znanstvenici sa Stanforda razvili su novu metodu temeljenu na strojnom učenju za brže i točnije predviđanje molekularnih promjena koje će dovesti do boljih lijekova s ​​antitijelima. Predstavljen u časopisu Science, ovaj pristup kombinira 3D strukturu proteinske okosnice s velikim jezičnim modelima koji se temelje na sekvenci aminokiselina i omogućuje istraživačima da u nekoliko minuta pronađu rijetke i poželjne mutacije koje bi se inače mogle pronaći samo iscrpnim eksperimentima.

Novo rješenje nudi ključ za razvoj boljeg algoritma predviđanja struktura. Istraživači su ograničili dugačak popis mogućih korisnih mutacija samo na one koje bi očuvale 3D oblik početnog proteina. Testiranje na nedavno ukinutoj terapiji antitijelima na SARS-CoV-2 pokazalo je da su antitijela nakon obrade postala efikasnija čak 25 puta. Eksperimenti pokazuju da se pristup može generalizirati na druge vrste proteina, poput enzima, koji pomažu katalizirati kemijske reakcije u našim tijelima. 

Ovaj alat omogućava izradu učinkovitijih lijekova. Jači lijekovi znače da su potrebne niže doze, što pak znači da bi određena količina mogla koristiti većem broju pacijenata. To bi posebno koristili kod zaraznih bolesti poput HIV-a, gdje velike, ali rijetke doze antitijela mogu zaštititi pacijente od infekcije, kažu istraživači.

Nova vrsta stakla s kontradiktornim svojstvima

Istraživači Sveučilišta u Tel Avivu (TAU) stvorili su novu vrstu stakla s jedinstvenimsvojstvima. Ovo samoiscjeljujuće multispektralno prozirno ljepljivo peptidno staklo opisano je u radu koji objavljuje časopis Nature. Staklo koje se spontano stvara kad dođe u dodir s vodom na sobnoj temperaturi, moglo bi unijeti velike promjene u optici i elektrooptici, satelitskoj komunikaciji, daljinskoj detekciji i biomedicini.

Izraelski znanstvenici već duže vrijeme proučavaju biokonvergenciju i koriste biološke fenomene za izradu inovativnih materijala. Tijekom istraživanja otkrili su i jedinstveni aromatski peptid koji se ponaša drugačije od svega što znamo. Staklo napravljeno od bioloških građevnih blokova formira se spontano na sobnoj temperaturi, bez potrebe za visokom temperaturom ili pritiskom. Da bi se to dogodilo, dovoljno je otopiti prah u vodi, poput Cedevite. 

Svojstva ovog inovativnog stakla jedinstvena i proturječe jedna drugoj: vrlo je tvrdo, ali se može popraviti na sobnoj temperaturi; snažno je ljepilo, može popraviti pukotine koje nastaju na njemu i istovremeno je transparentno u širokom spektralnom području, od vidljivog svjetla do srednjeg infracrvenog područja. A sve to nastalo je iz jednog malog komadića proteina, kažu izraelski istraživači.

Superbrza 6G komunikacija

Budućnost superbrze 6G komunikacije mogla bi ležati u korištenju fleksibilnih ploča s privlačnim spiralama ugljikovih nanocijevi podešenih za emitiranje terahertz (THz) signala, tvrde istraživači Laboratorija za nanooptiku i plazmoniku Moskovskog instituta za fiziku i tehnologiju i Skoltecha. Oni su u studiji, objavljenoj u časopisu Advanced Optical Materials, objasnili kako slojevi spiralnih zonskih ploča mogu djelovati kao optičke komponente za upravljanje terahecnim zrakama. 

Ploče s prozirnim i neprozirnim koncentričnim prstenovima koji se koriste za fokusiranje svjetlosti i drugih valnih oblika izrađeni su od tankog sloja ugljikovih nanocijevi raspoređenih u spiralni uzorak koji može iskriviti valni oblik terahercne zrake koja prolazi kroz nju. Kombiniranjem dviju ploča i njihovim rotiranjem istraživači su promijenili distribuciju intenziteta terahercnog snopa i podijelili ga u nekoliko područja različitih intenziteta zračenja. A to se, kažu, može iskoristiti za stvaranje nekoliko kanala za brzi prijenos informacija. Budući da se ploče mogu slagati, rastezati i rotirati, one mogu otvoriti put terahercnim kontrolnim komponentama koje se mogu podešavati za različite primjene. 

Alat za probir traumatskih ozljeda mozga

Southwest Research Institute (SwRI) razvio je terenski alat za probir traumatske ozljede mozga (TBI). Komplet Advanced Military Measure of Olfaction (AMMO) uključuje niz mirisa, koji se mogu rasporediti bilo gdje, od bojnog polja do nogometnog igrališta i u nekoliko minuta otkriti težinu ozljede. 

Komplet uključuje šest zatvorenih bočica koje oslobađaju niz mirisa, poput voćnih i začinskih aroma. Kad se stisne, testna bočica postaje plava što znači da je otpušten miris i da je spremna za upotrebu. Od pacijenata se traži da prepoznaju miris, a istraživanja pokazuju da je neuspješna identifikacija mirisa odgovara pozitivnim rezultatima za TBI na MRI pregledu.

AMMO je jeftin, kompaktan, ne zahtijeva posebne uvjete skladištenja i ne treba električnu energiju, kažu njegovi tvorci. To ga čini potencijalnim alatom za provjeru u hitnim službama, na radnim mjestima, u staračkim domovima i na sportskim terenima.