Prirodne katastrofe mogu se automatski otkriti pomoću slika s društvenih mreža

Opsežan popis sastoji se od 43 kategorije incidenata, uključujući prirodne katastrofe kao što su lavine, pješčane oluje, potresi, vulkanske erupcije, suše, ali i razne nesreće koje je skrivio čovjek

Mladen Smrekar subota, 8. srpnja 2023. u 06:00

Tim međunarodnih istraživača među kojima su i stručnjaci Fakultetu računarstva, multimedije i telekomunikacija na Sveučilištu Oberta de Catalunya (UOC), osmislio je sofisticirani sustav dubinskog učenja koji može prepoznati prirodne katastrofe putem slika koje se dijele na društvenim medijima. Korištenjem tehnike računalnog vida i treniranjem sustava s 1,7 milijuna fotografija, istraživači su postigli izvanrednu vještinu u analizi, filtriranju i otkrivanju stvarnih incidenata. 

Incidents1M: sustav je treniran na 1,7 milijuna fotografija s društvenih mreža 📷 UOC
Incidents1M: sustav je treniran na 1,7 milijuna fotografija s društvenih mreža UOC

Dok su se ranije studije prvenstveno fokusirale na analizu tekstualnog sadržaja, ovo revolucionarno istraživanje, objavljeno u Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, zašlo je dublje. Istraživači su pripremili opsežan popis koji se sastoji od 43 kategorije incidenata, uključujući prirodne katastrofe kao što su lavine, pješčane oluje, potresi, vulkanske erupcije, suše, ali i zrakoplovne nesreće ili nesreće u građevinarstvu. 

Nakon što je model dubokog učenja osposobljen za prepoznavanje incidenata na slikama s društvenih mreža kao što su Flickr i Twitter, model je uspješno detektirao incidente poput potresa u Nepalu i Čileu. Sljedeći izazov bit će ​​korištenje istog skupa slika koje prikazuju poplave, požare ili druge incidente za automatsku procjenu ozbiljnosti situacija i integracija analize slike s pratećom tekstualnom analizom, što bi omogućilo još precizniju klasifikaciju.

Digitalne karte izgubljenih četvrti  

Istraživači Sveučilišta Ohio State stvorili su 3D digitalne modele povijesnih četvrti koristeći strojno učenje i povijesne karte. Pretvaranjem starih karata u 3D digitalne modele izgubljenih četvrti, istraživači žele potaknuti urbana istraživanja i pružiti korisnicima pogled na gradove prošlosti. 

Program ljudima omogućava korištenje slušalica za virtualnu stvarnost kako bi "prošetali" davno nestalim četvrtima - gledajući ulice i zgrade kakve su izgledale prije nekoliko desetljeća, prije nego što su izgubljene zbog projekata urbanog razvoja ili prirodnih katastrofa 📷 OSU
Program ljudima omogućava korištenje slušalica za virtualnu stvarnost kako bi "prošetali" davno nestalim četvrtima - gledajući ulice i zgrade kakve su izgledale prije nekoliko desetljeća, prije nego što su izgubljene zbog projekata urbanog razvoja ili prirodnih katastrofa OSU

Istraživači su razvili alate za strojno učenje koji mogu izdvojiti detalje o pojedinačnim zgradama s karata, uključujući njihove lokacije, broj katova, građevinske materijale i njihovu primarnu upotrebu. Točnost je, kažu, impresivna, a istraživači žele usavršiti projekt to te mjere da ljudi uz pomoć naglavnika za virtualnu stvarnost mogu hodati ulicama kakve su bile 1960. ili 1940. pa čak i 1881.

Slika prikazuje četvrti Hanford Village i Driving Park 1961. Zgrade označene crvenom bojom uništene su ili premještene  📷 OSU
Slika prikazuje četvrti Hanford Village i Driving Park 1961. Zgrade označene crvenom bojom uništene su ili premještene OSU

"Bit će to ogroman izvor za urbane povjesničare i razne druge istraživače. Izrada ovih 3D digitalnih modela i mogućnost rekonstruiranja zgrada daje mnogo više od onoga što biste mogli prikazati u grafikonu, grafikonu, tablici ili tradicionalnoj karti", kažu autori projekta predstavljenog u časopisu PLOS ONE.


Virtualno istraživanje kemijskih reakcija

Naslovnica SCAN platforme 📷 SCAN
Naslovnica SCAN platforme SCAN

Istraživači Sveučilišta Hokkaido razvili su centraliziranu, interaktivnu platformu Searching Chemical Action and Network (SCAN) pomoću koje se na jednostavan način mogu istraživati putevi reakcija koje generira računalna kemija. Njihovo istraživanje objavljeno je u časopisu Digital Discovery, a SCAN je javno dostupan na internetu, baš kao i njegov izvorni kod. 


Pomoć za osobe s oštećenjima vida

Kako bi osobama s oštećenjem vida pomogli da steknu više neovisnosti, studenti računalnog inženjerstva sa Sveučilišta Fullerton razvili su pomoćne naočale, tehnološki uređaj za nošenje bez upotrebe ruku. Naočale mogu pomoći osobama s oštećenjem vida da otkriju i prepoznaju često korištene predmete, nešto što pas vodič ne može uvijek učiniti.

Inženjer Rodney Nobles demonstrira naočale za pomoć osobama oštećena vida 📷 Fullerton University
Inženjer Rodney Nobles demonstrira naočale za pomoć osobama oštećena vida Fullerton University

Naočale koriste pametne tehnologije, uključujući umjetnu inteligenciju, strojno učenje, prepoznavanje glasa i zvučnik s koštanom vodljivošću, koji ostavlja ušni kanal otvorenim, za razliku od tradicionalnih slušalica. Zvučnici su blizu uha i u kontaktu s glavom kako bi pojačali buku vibrirajući izravno na kostima.

Robot za podvodna istraživanja inspiriran krilom

Bilo je dosad više studija u kojima su se znanstvenici inspirirali različitim životinjama za izradu robota, a sad istraživači Sveučilišta Brown napravili Pleobota, robota za podvodno istraživanje inspiriranog krilom. Ovi planktonski rakovi, omiljena hrana kitova, iznimno su vješti plivači, a njihova tehnika metakronog plivanja uključuje koordinirano kretanje više nogu koje stvaraj valovito kretanje koje organizam tjera naprijed.

U konstrukciji Pleobota istraživači su kombinirali mehaniku fluida, biologiju i mehatroniku. Pleobot je izgrađen u mjerilu deset puta većem od krila i ima tri pomična dijela koji repliciraju metakrono plivanje, a detaljna studija ovog robota objavljena u  časopisu Scientific Reports, https://www.nature.com/articles/s41598-023-36185-2 početna je točka projekta kojim istraživači žele razviti sljedeću generaciju autonomnih podvodnih senzorskih vozila. 


Nosive robotske ruke

Istraživači kiborga razvili su nosive robotske ruke za ljude. Sustav Jizai Arms sastoji se od osnovne jedinice nalik ruksaku s utičnicama za do šest ruku i izmjenjivim ručnim modulima ovisno o zadatku. Rukama može upravljati sam korisnik ili se njima može manipulirati daljinskim upravljačem. Sustav je, kažu njegovi tvorci sa Sveučilišta u Tokiju, osmišljen kako bi olakšao društvenu interakciju između više korisnika.


UI alat za bržu dijagnozu demencije

Istraživači Sveučilišta u Sheffieldu razvili su novi UI alat za brže i učinkovitije otkrivanje ranih znakove demencije i Alzheimerove bolesti. CognoSpeak koristi virtualnog agenta prikazanog na ekranu kako bi uključio pacijenta u razgovor. Postavlja pitanja za ispitivanje pamćenja inspirirana onima koja se koriste u ambulantnim konzultacijama i provodi kognitivne testove, kao što su opisi slika i testovi verbalne tečnosti.

Alat zatim koristi umjetnu inteligenciju i govornu tehnologiju za analizu jezika i govornih obrazaca kako bi potražio znakove demencije, Alzheimerove bolesti i drugih poremećaja pamćenja. Rana ispitivanja su pokazala da je tehnologija jednako točna u predviđanju Alzheimerove bolesti kao i trenutni testovi temeljeni na olovci i papiru koji se koriste za procjenu ili pregled kognitivnih, memorijskih ili misaonih oštećenja.

Alat bi mogao odigrati ključnu ulogu u smanjenju opterećenja službi za procjenu demencije 📷 CognoSpeak
Alat bi mogao odigrati ključnu ulogu u smanjenju opterećenja službi za procjenu demencije CognoSpeak

Nakon što se završe daljnja klinička testiranja, CognoSpeak bi mogao odigrati ključnu ulogu u smanjenju opterećenja službi za procjenu demencije. Sustavu se može pristupiti putem web-preglednika, što znači da pacijenti mogu napraviti test u udobnosti svog doma putem računala, prijenosnog računala ili tableta, umjesto da moraju čekati termin u bolnici.

Drvena robotska hvataljka

Većina robotskih hvataljki izrađena je ili od meke plastike koja se topi na visokim temperaturama, ili od metala koji su kruti i skupi. No, sad su istraživači Nacionalnog sveučilišta u Singapuru (NUS) u suradnji s kolegama sa Sveučilišta Northeast Forest izradili drvenu robotsku hvataljku koja bi se mogla koristiti u vrlo vrućem okruženju i pritom zadržati sposobnost nježnog dodira.

Ovu inovativnu drvenu robotsku hvataljku pokreću promjene vlage, temperature i osvjetljenja u okolišu, čime se smanjuje potrošnja energije. Ima dobra mehanička svojstva, širok raspon radnih temperatura i uz to je biokompatibilna. Otvara se kada je izložena visokoj vlazi, a čvrsto se zatvara kad temperatura okoline poraste iznad 70 Celzijevih stupnjeva ili kad je izložena sunčevom zračenju. 📷 NUS
Ovu inovativnu drvenu robotsku hvataljku pokreću promjene vlage, temperature i osvjetljenja u okolišu, čime se smanjuje potrošnja energije. Ima dobra mehanička svojstva, širok raspon radnih temperatura i uz to je biokompatibilna. Otvara se kada je izložena visokoj vlazi, a čvrsto se zatvara kad temperatura okoline poraste iznad 70 Celzijevih stupnjeva ili kad je izložena sunčevom zračenju. NUS

Drvena hvataljka opisana u online verziji časopisa Advanced Materials izrađena je od komadića kanadskog javora tankih 0,5 mm tretiranih natrijevim kloridom, a velike pore u drvu ispunjene su polimerom polipirolom kako bi materijal lakše apsorbirao toplinu i svjetlost. Jedna strana premazana je higroskopnim gelom  za upijanje vlage, a s druge strane je pričvršćen hidrofobni film.  

Ova drvena hvataljka nosi opterećenja čak 10.000 puta veća od svoje težine, a testiranja su pokazala da je ostala neoštećena i nakon 100 ciklusa aktiviranja. Istraživači sad žele skratiti vrijeme savijanja koje sad iznosi oko dvije minute, dodatno povećati težinu koju može nositi i prilagoditi je za hvatanje predmeta različitih oblika i veličina. 


Robotska malina uči strojeve kako brati voće

Roboti za branje voća trebaju nježan dodir. Iako se veliki broj usjeva bere strojevima, meko voće poput malina obično se sakuplja ručno. Kako bi pomogli robotima da steknu vještine potrebne za vađenje maline sa stabljike bez gnječenja, istraživači su razvili robotsku malinu koju su predstavili u časopisu Nature. https://www.nature.com/articles/s44172-023-00089-w. 

Robotski sustav za berbu malina
Robotski sustav za berbu malina

Ovo lažno voće sadrži senzor koji može mjeriti i slati povratne informacije o pritiscima koji nastaju kada ga svojim rukama uhvate ljudi i roboti.  


Baterija od aluminijskih radikala

Australski i kineski istraživači nadaju se da će im uspjeti napraviti prvu sigurnu i učinkovitu neotrovnu bateriju na bazi aluminijskih radikala na bazi vode. Timovi sa Sveučilišta Flinders i Sveučilišta Zhejiang Sci-Tech su o prvoj fazi razvoja ovih novih baterija izvijestili u časopisu Journal of American Chemistry.  

Aluminijska radikalna baterija 📷 Flinders University
Aluminijska radikalna baterija Flinders University

Oni su razvili prvi dizajn aluminijskih radikalnih baterija koje koriste elektrolite na bazi vode, otporne na vatru i stabilne na zraku, dajući pritom stabilan izlazni napon od 1,25 V i kapacitet od 110 mAh g–1 tijekom 800 ciklusa sa samo 0,028% gubitka po ciklusu.

Laboratorij Jia na Sveučilištu Flinders prethodno je razvio radikalne materijale za organske hibridne LIB-ove, natrij-ionske baterije i potpuno organske baterije. Ovi radikalni materijali nikada nisu primijenjeni zbog nedovoljnog razumijevanja njihove (elektro)kemijske reakcije u elektrolitima.

Jednofotonske kamere za proučavanje svemira i mozga 

Kamere temeljene na supravodiču koje mogu detektirati jedan foton, odnosno najmanji tračak svjetlosti, postoje već 20 godina, ali su ostale ograničene na laboratorije zbog nemogućnosti skaliranja više od nekoliko piksela. No, sad su istraživači Nacionalnog instituta za standarde i tehnologiju (NIST) u Boulderu izradili jednofotonsku kameru od 0,4 megapiksela, što je 400 puta veće od prethodne najveće kamere te vrste te o tome izvijestili u radu pohranjenom na arXiv

Gusti kolaž kvadrata i trokuta žute boje (lijevo) i prelaz u tamno plavu (desno) 📷 NIST
Gusti kolaž kvadrata i trokuta žute boje (lijevo) i prelaz u tamno plavu (desno) NIST

Jednofotonske kamere, izrađene od supravodljivih nanožica, mjere svjetlost nenadmašnom osjetljivošću i brzinom, te u neusporedivom frekvencijskom rasponu. Takve kamere mogle bi se iskoristiti za snimanje svemira, mjerenje svjetlosti u fotonskim kvantnim računalima i komunikacijama, te proučavanje mozga neinvazivnim tehnikama temeljenim na svjetlosti. Istraživači sad blisko surađuju s nekoliko skupina za bioimaging kako bi uređaj prilagodili njihovim posebnim potrebama, a posebna se pažnja pridaje poboljšanju vremenske osjetljivosti.