Urari ženevske manufakture Urwerk, iza koje stoji Felix Baumgartner, predstavili su novi sat koji nadmašuje sve što su dosad napravili. Njihov SpaceTime Blade nije ni džepni ni ručni sat i ne mjeri samo vrijeme; dugačak je 1,7 metara i težak 20 kilograma, njegova je baza izrađena u obliku brončane krunice i lijevana je metodom izgubljenog voska koja datira još iz antičke Grčke. No, doista posebnim čini ga njegov mehanizam za prikazivanje vremena.

Umjesto standardnog LCD/LED zaslona unutar njegove staklene šupljine nalazi se osam Nixie žarulja, a svaka od njih sastoji se od 88 komponenti, sastavljenih dakako ručno. Tih ukupno 1446 komponenti prikazuju godine, mjesece, dane, sate, minute i sekunde, ali i koliko se kilometara Zemlja u određenom trenutku rotirala oko ekvatora ili koliko je putovala oko Sunca.

Urwerkov SpaceTime Blade dakako ima i svoju nemalu cijenu (55.000 švicarskih franaka) i bit će izrađen u samo 33 primjerka.

Samopunjiva ćelija

Piroelektrokemijska ćelija (PEC) koju su razvili inženjeri Tehničkog koledža Sveučilišta u Utahu koristi promjene u temperaturi okoline za samopunjenje, što bi se moglo dobro iskoristiti za razne potrebe Interneta stvari (IoT), u situacijama kada i kada pouzdani izvori električne energije nisu dostupni. Prema njihovom rješenju, opisanom u časopisu Energy & Environmental Science, PEC se puni promjenom temperature u okruženju, bilo da se nalazi u automobilu, zrakoplovu ili ispod tla, koristeći pritom piroelektrični kompozitni materijal kao separator u elektrokemijskoj ćeliji. 

"Želite li pratiti stanje svog automobila, strojeva, biljaka ili tla, senzori koje ćete koristiti trebat će manje snage od vašeg pametnog sata ili telefona koji imaju zaslon i prenose mnogo podataka; senzori oni nemaju ni sučelje ni zaslon, rade autonomno i tek povremeno ažuriraju podatke", objašnjavaju istraživači činjenicu da uređaj može proizvesti do 100 mikrodžula po kvadratnom centimetru iz jednog ciklusa grijanja/hlađenja. "To nije puno energije, ali dovoljno da bude korisno za potrebe IoT-a."

Vodootporne e-rukavice

Kad ronioci partnerima u ronjenju trebaju reći "dobro sam" ili "pazi, morski pas!", oni koriste signale rukama za vizualnu komunikaciju. Ali, ponekad je te pokrete teško vidjeti. No, sad su istraživači kineskog Sveučilišta Qingdao dosjetili i u časopisu Američkog kemijskog društva predstavili vodootpornu "e-rukavicu" koja pokrete ruku napravljene pod vodom bežično prenosi na računalo koje ih onda prevodi u poruke. 

Tehnologija je bazirana na vodootpornim senzorima koji se oslanjaju na fleksibilne mikroskopske stupove inspirirane cjevastim krakovima morske zvijezde. Istraživači su deset senzora, velikih poput USB-C priključka, umotali u samoljepljive zavoje i zašili ih preko zglobova prstiju na e-rukavicama.

Kako bi izradili računalni program koji će pokrete e-rukavice prevesti u poruke, istraživači su koristili tehnike ​​strojnog učenja za prevođenje znakovnog jezika u riječi. Testiranja na kopnu i ispod površine pokazali su 99,8% točnosti. Poboljšana verzija ove e-rukavice mogla bi, najavljuju kineski istraživači, roniocima omogućiti da komuniciraju vizualnim signalima rukama čak i kad ne mogu jasno vidjeti druge ronioce pod vodom. 

Bodljikavi materijal uništava 96% virusa

Novi silikonski materijal prekriven nanošiljcima uklanja 96 posto virusnih čestica koje dotaknu njegovu površinu pa bi se mogao koristiti u bolnicama, znanstvenim laboratorijima i svugdje gdje površine moraju biti što sterilnije, tvrde njegovi tvorci s australskog sveučilišta RMIT. Materijal pod golim okom izgleda poput ravnog crnog zrcala, ali njegovi šiljci ubijaju viruse ili ih oštećuju dovoljno da zaustave njihovu reprodukciju. Stvar funkcionira poput bušenja balona, a svaka virusna aktivnost prestaje unutar šest sati. 

Pristup je inspiriran prirodom: kukci, uključujući vretenca i cikade, na svojim krilima imaju sićušne šiljke koji mogu uništiti bakterije i gljivice. Ovi su šiljci još manji, visoki jedva 290 nanometara i s vrhovima debljine tek dva nanometra, što znači da su 30.000 puta tanji od ljudske vlasi. Svojstva materijala uspješno su testirana na četiri različita tipa humanog virusa parainfluence (hPIV-3), odgovornog za niz bolesti od bronhitisa do upale pluća, a rezultati istraživanja objavljeni su u časopisu ACS Nano.

Sauronovo oko, ekološki stražar

Istraživači Sveučilišta Colorado u Boulderu osmislili su ambiciozan projekt: daljinsku optičku mrežu zvanu SAURON kojoj je zadatak identificirati i neutralizirati prijetnje u zraku prije nego što izazovu ekološku havariju. 

Uređaj veličine malog kovčega funkcionira poput svevidećeg oka iz "Gospodara prstenova", zumira sitne čestice koje lebde u zraku i u njima detektira opasne aerosole. Njegovi frekvencijski češljasti laseri rade na baterije, što olakšava njihovo postavljanje u industrijskim pogonima, zračnim lukama ili na zgradama. 

U sljedeće tri godine istraživači lasere žele učiniti još osjetljivijima i nadaju se da će biti od pomoći u zaštiti ljudi od niza prijetnji, u slučaju industrijskih nesreća ili kemijskih napada. 

Dugovječna srca za transplantaciju 

U časopisu Frontiers in Cardiovascular Medicine objavljen je članak istraživača Sveučilišta u Michiganu koji su u Laboratoriju za izvantjelesno održavanje života na tamošnjem Medicinskom fakultetu uspjeli svinjsko srce održavati živim izvan tijela više od 24 sata, a sve zahvaljujući procesu normotermne ex-vivo perfuzije srca (NEHP). To znači da se srca, nakon što su izvađena iz donora, drže u djelomično fiziološkom stanju na sobnoj temperaturi pumpanjem oksigenirane tekućine bogate hranjivim tvarima (perfuzat) dobivene iz krvne plazme. Lijekovi i matične stanice za obnavljanje tkiva mogu se isporučiti u srce kroz perfuzat.

Prethodni eksperimenti pokazali su da je kritičan korak filtriranje perfuzata kako bi se uklonile sve molekule manje od 26 kilodaltona. Bez toga, iz nepoznatih razloga, srca brzo postaju neupotrebljiva za transplantaciju. Rutinsko očuvanje srca dulje od jednog dana omogućavaju i hemofiltracija, i izmjena plazme, i intermitentna perfuzija lijevog atrija (iLA), a istraživači još pokušavaju dokučiti koja je tih tri metode bolja.

Automatizacija podešavanja ispisa 3D pisača

Za ispis novog materijala od nule, obično se u softveru 3D pisača mora postaviti do 100 parametara kojima se kontrolira kako će pisač istisnuti materijal dok proizvodi predmet. No sad su se istraživači MIT-ovog Centra za bitove i atome (CBA), američkog Nacionalnog instituta za standarde i tehnologiju (NIST) i Nacionalnog centra za znanstvena istraživanja u Grčkoj (Demokritos) uhvatili u koštac s ovim problemom i razvili 3D printer koji može sam automatski identificirati parametre nepoznatog materijala.

Modificirali su ekstruder 3D pisača tako da može mjeriti sile i protok materijala. Ovi podaci, prikupljeni kroz 20-minutni test, unose se u matematičku funkciju koja se koristi za automatsko generiranje parametara ispisa. Ti se parametri mogu unijeti u standardni softver za 3D ispis i koristiti za ispis s nepoznatim materijalom. Automatski generirani parametri mogu zamijeniti otprilike polovicu parametara koji se obično moraju podesiti ručno, pokazalo je istraživanje objavljeno u časopisu Integrating Materials and Manufacturing Innovation.

Fleksibilni kostur za mekane robote na mišićni pogon

Inženjeri već neko vrijeme istražuju načine pokretanja robota prirodnim mišićima i dosad su nam demonstrirali pregršt "biohibridnih" robota koji koriste mišićne pokretače za pokretanje umjetnih kostura koji hodaju, plivaju i izvode razne radnje. No, svaki je od njih bio različite konstrukcije jer dosad nije postojao opći nacrt po kojem bi se izvukao maksimum iz mišića za bilo koji dizajn robota.

Sada su inženjeri MIT-a razvili uređaj nalik na oprugu koji bi se mogao koristiti kao osnovni modul nalik na kostur za gotovo svakog robota s mišićima. Nova opruga ili "fleksura" dizajnirana je da izvuče najviše iz bilo kojeg pričvršćenog mišićnog tkiva i maksimalno povećava količinu pokreta koju mišić može prirodno proizvesti. Istraživači ovaj dizajn, predstavljen u časopisu Advanced Intelligent Systems, vide kao novi građevni blok koji se može kombinirati s drugima i koristiti u izradi bilo koje konfiguracije umjetnih kostura. 

Dalekovodi kao punionice dronova u letu

Istraživači Sveučilišta južne Danske (USD), pisali smo već u Bugu, osmislili su sustav punjenja dronova koji energiju crpi iz nadzemnih kabela, može sam pronaći dalekovode i sletjeti na njih zahvaljujući svom moćnom sustavu percepcije i navigacije. Nakon što mehanizam za hvatanje zgrabi žicu dalekovoda, upravljački krug prilagođava magnetsko polje u strujnom transformatoru s podijeljenom jezgrom, čime se osigurava sila držanja i omogućava punjenje baterije.

Osnova za istraživanje bio je komercijalni okvir drona od karbonskih vlakana Tarot 650 Sport koji je opremljen električnim pogonskim sustavom kvadrokoptera i litij-polimerskom baterijom od 7000 mAh. Elektroničke komponente uključuju mikroračunalo Raspberry Pi 4 B, modul autopilota Pixhawk V6X, radarsku jedinicu i RGB video kamera.

Detalji studije u kojoj je opisan "prvi sustav na svijetu sa sposobnošću održavanja rada tijekom mnogih ciklusa pregleda/punjenja napajanog prikupljanjem energije iz dalekovoda u stvarnom vanjskom okruženju" bit će predstavljeni na nadolazećoj IEEE međunarodnoj konferenciji o robotici i automatizaciji.

Mikrobi koji uništavaju kolesterol u crijevima

Promjene u crijevnom mikrobiomu povezane su s nizom bolesti, poput dijabetesa tipa 2, pretilosti i crijevnih upala. Sada su istraživači Instituta Broad s liječnicima Opće bolnice u Massachusettsu otkrili da mikrobi u crijevima mogu utjecati i na kardiovaskularne bolesti. U studiji objavljenoj u Cellu, identificirali su vrstu bakterija Oscillibacter koje konzumiraju kolesterol u crijevima, što pak može pomoći u smanjenju kolesterola, a time i rizika od srčanih bolesti.

Smanjenju razine kolesterola pridonosi još jedna vrsta crijevnih bakterija, Eubacterium coprostanoligenes. U novom radu istražen je sinergijski učinak ove dvije bakterije na razine kolesterola, a daljnji eksperimenti s kombinacijama bakterijskih vrsta mogli bi pomoći u rasvjetljavanju načina na koji različite mikrobne zajednice međusobno djeluju na ljudsko zdravlje.

Pametni prsluk za ribe

Istraživači kineskog Nacionalnog sveučilišta za obrambenu tehnologiju razvili su nosivi elektronički uređaj koji vješto hvata poremećaje u protoku vode uzrokovane kretanjem riba. Ovaj "pametni prsluk", opisan u časopisu Microsystems & Nanoengineering, dizajniran je za precizno hvatanje suptilnih nijansi kretanja riba i omogućava uvid u njihovo prirodno ponašanje bez smetnji. 

Sustav se bazira na inovativnim hidrogel elektrodama koje kombiniraju MXene nanoploče s grafen oksidom, dodatno poboljšanim ionskim tekućinama. Ova mješavina povećava osjetljivost elektroda na sitne pokrete i osigurava njihovu dugotrajnost u vodenom okruženju. Prsluk detektira poremećaje polja protoka koje stvaraju ribe dok se kreću, a pseudokapacitivni senzori pritiska u prsluku registriraju da li se riba okreće, ubrzava ili uranja.

Elektronički tekstil bez čipova i baterija 

Senzori, kontroleri i drugi elektronički uređaji ugrađeni u odjeću mogli bi promijeniti način na koji komuniciramo s računalima i međusobno. Pokušaje da se majice pretvore u elektroničke uređaje usporava potreba da se napajaju glomaznim baterijama i da se njihovi podaci obrađuju s pomoću krutih tiskanih ploča. Istraživači šangajskog Sveučilišta Donghua vjeruju da su pronašli rješenje problema. Oni su u časopisu Science prikazali mogućnosti tekstila satkanog od visokotehnoloških slojevitih vlakana. On se spaja se s tijelom kako bi uklonio elektromagnetsku energiju iz okoline. 

Vlakna se sastoje od tri sloja. Jezgra od posrebrenih najlonskih vlakana djeluje kao antena, inducirajući elektromagnetsko polje. Materijal je obložen slojem dielektrične smole koji može pohraniti elektromagnetsku energiju koja se spaja s vlaknom kad ga osoba dotakne. Konačno, vlakno je prekriveno vanjskim slojem koji svijetli kao odgovor na tu elektromagnetsku energiju. Optički sloj je smola pomiješana s fosforom koji sadrži cink i bakar. Vlakna se mogu bojati tijekom proizvodnje kako bi se promijenila njihova boja.

Kad se vrh prsta približi određenom mjestu na vlaknu, naboji se pohranjuju upravo na tom mjestu. A kad se nakupi dovoljno naboja, to pobuđuje optički sloj koji zasvijetli. Što je pritisak jači, to je naboj intenzivniji. Iznad određenog praga, pritisak generira bežični signal što tekstilu omogućava da se ponaša kao taktilni senzor bez potrebe za baterijama ili logičkim sklopovima.

Robot za istraživanje asteroida

U sklopu projekta SpaceHopper istraživači ETH Zurich razvijaju robota koji se može snalaziti u uvjetima vrlo niske gravitacije koristeći pritom način kretanja nalik na skakanje.

Jednog dana SpaceHopper bi trebao biti raspoređen u svemirske misije za istraživanje relativno malih nebeskih tijela poput asteroida i mjeseca. Tamo će tragati za vrijednim mineralnim resursima i pomoći nam da proširimo uvid u formiranje našeg svemira.

Robot nogometaš pokretan umjetnom inteligencijom

Istraživači Googleovog DeepMinda koriste minijaturne humanoidne robote obučene učenjem s dubokim potkrepljenjem (deep RL) kako bi pokazali svoju sposobnost sudjelovanja u agilnim, dinamičnim i zamršenim nogometnim utakmicama jedan na jedan. Roboti su demonstrirali svoje pokretne sposobnosti hodajući, okrećući se, udarajući i brzo vraćajući se nakon padova. Dok su igrali strateški, roboti su naučili predvidjeti kretanje lopte i blokirati udarce protivnika.

Prema istraživačima koji su o rezultatima ovog eksperimenta izvijestili u časopisu Science Robotics, deep RL može podučiti humanoidne robote osnovnim, ali sigurnim pokretima. A to bi se pak moglo iskoristiti za podučavanje sofisticiranog ponašanja u dinamičnim okruženjima.

"U eksperimentalnim utakmicama, trenirani roboti hodali su 181 posto brže, okretali se 302 posto brže, šutirali loptu 34 posto brže i trebalo im je 63 posto manje vremena da ustanu nakon pada od robotskih agenata koji su radili na skriptiranoj osnovi vještina," objasnili su istraživači koji su primijetili da su tijekom utakmica obučeni roboti pokazivali ponašanja poput okretanja i zakretanja u kutu stopala koja bi bilo teško skriptirati.

Buduća bi istraživanja istražit će timove za obuku višestrukih agenata, kao što je prikazano u preliminarnim nogometnim eksperimentima u igri dva na dva.