Sviranje klavira jača moć obrade podataka i smanjuje depresiju, stres i anksioznost

Pametne pelene s ugrađenim senzorom, skalabilni akvaboti, biološki senzori i neuro-čipovi za upravljanje moždanim poremećajima samo su neki od znanstvenih dosega predstavljenih proteklog tjedna

Mladen Smrekar subota, 11. veljače 2023. u 06:00

Učenje sviranja glazbenog instrumenta može poboljšati sposobnost mozga da obrađuje prizore i zvukove i poboljšava raspoloženje, pokazalo je istraživanje Sveučilišta u Bathu. Prema studiji, objavljenoj u časopisu Scientific Reports, početnici koji redovito vježbaju sviranje klavira nakon 11 tjedana pokazuju značajan napredak u prepoznavanju audio-vizualnih promjena u okolini i prijavljuju niže razine depresije, stresa i anksioznosti.

Rezultati su vidljivi već nakon 11 tjedana vježbanja
Rezultati su vidljivi već nakon 11 tjedana vježbanja

Vježbanje poboljšava sposobnost obrade multisenzornih informacija, odnosno vid i sluh. To je od koristi za gotovo svaku aktivnost u kojoj sudjelujemo, od vožnje automobila i prelaska ceste, do pronalaženja nekoga u gomili ili gledanja TV-a. Osim što poboljšava kognitivne sposobnosti, sviranje smanjuje depresiju, anksioznost i stres. To znači da bi prebiranje po tipkama klavira moglo koristiti i osobama s mentalnim poteškoćama.

Beton od zarobljenog CO2

Kalifornijski start-up Heirloom i kanadska tvrtka CarbonCure Technologies pozabavili su se ubrizgavanjem ugljičnog dioksida iz atmosfere u recikliranu vodu u betonari. Kad se ubrizga, CO2 odmah reagira s cementom u vodi i mineralizira se, trajno pohranjujući CO2 i stabilizirajući cement za ponovnu upotrebu.

Slojeviti materijal dobiven od vapnenca na podlozi koja se koristi za hvatanje ugljika
Slojeviti materijal dobiven od vapnenca na podlozi koja se koristi za hvatanje ugljika

Start-up trenutno vodi jedino operativno postrojenje u SAD-u, a za izvlačenje CO2 iz zraka koriste vapnenac, koji je jeftin i ima ga u izobilju. Vapnenac se zatim razgrađuje na kalcijev oksid i plinoviti ugljični dioksid pomoću topline iz električne peći na obnovljivi izvor energije. Kalcijev oksid se širi na okomito naslagane ladice gdje se ponaša poput spužve, povlačeći CO2 iz zraka prije nego što se vrati u peć i proces počinje iznova. 

Novi polimeri za bolje nosive uređaje

Inženjeri MIT-a razvili su organske polimere (OMIEC) koji signale iz biološkog tkiva učinkovito pretvaraju u elektroničke signale koji se koriste u tranzistorima. Ovi optimizirani OMIEC-ovi, opisani u časopisu Small, mogu naučiti zadržati te signale na način koji oponaša biološke neurone. Ovakvo ponašanje, kažu istraživači, ključno je za razvoj elektronike inspirirane biologijom i sučelja tijelo-stroj.

Organski ionsko-elektronički polimeri koji "uče" mogu poboljšati elektroničke uređaje koji se izravno povezuju s ljudskim tijelom
Organski ionsko-elektronički polimeri koji "uče" mogu poboljšati elektroničke uređaje koji se izravno povezuju s ljudskim tijelom

Elektronika koja se izravno povezuje s ljudskim tijelom mora biti izrađena od lagane, fleksibilne i biološki kompatibilne elektronike. Organski polimerni materijali poput OMIEC-a, koji mogu prenositi i ione i elektrone, izvrsni su građevni blokovi za tranzistore u ovim uređajima. Svoja elektrokemijska svojstva oni zadržavaju i nakon pečenja na 300 Celzijevih stupnjeva pa se mogu koristi za izradu tradicionalnih integriranih sklopova. Novi polimer mogao bi se koristiti i u razvoju sustava povratne sprege zatvorene petlje, pratiti razinu inzulina i automatski isporučivati potrebnu dozu.

Modularni sustav za skalabilne akvabote

Istraživači MIT-a osmislili su inovativan pristup izgradnji deformabilnih podvodnih robota, koristeći jednostavne potkonstrukcije koje se ponavljaju umjesto jedinstvenih komponenti. Princip, opisan u časopisu Soft Robotics, dopušta gotovo neograničene varijacije u obliku i mjerilu, kažu istraživači.

Zmijolika struktura sastoji se od četiri segmenta, a svaki od njih od pet voksela. U sredini se nalazi pokretač koji povlačenjem žice skuplja voksele i savija strukturu prekrivenu vodootpornom neoprenskom kožom
Zmijolika struktura sastoji se od četiri segmenta, a svaki od njih od pet voksela. U sredini se nalazi pokretač koji povlačenjem žice skuplja voksele i savija strukturu prekrivenu vodootpornom neoprenskom kožom

Zmijoliki roboti dakako nisu novost, ali oni prijašnji izrađivani su od tisuća dijelova, dok je MIT-ova zmijica sklepana od 60 komada. A za razliku od prethodnog uratka, RoboTune čijih su 3000 različitih dijelova sklapali pune dvije godine, novi je podvodni robot sastavljen za samo dva dana.

Pametna pelena s ugrađenim senzorom 

Inženjeri Sveučilišta Penn razvili su senzor koji se može integrirati u pelene. Senzor, opisan u časopisu Nano Letters, toliko je jeftin i jednostavan za izradu da se može ručno nacrtati olovkom na papir tretiran natrijevim kloridom. Isti bi se princip, kažu, mogao iskoristiti i za izradu nosivih, samonapajajućih monitora koji će detektirati druge zdravstvene probleme poput zastoja srca i upale pluća.

Četiri senzora vlažnosti integrirana su između upijajućih slojeva pametne pelene kako bi otkriti vlagu i upozorili na promjenu
Četiri senzora vlažnosti integrirana su između upijajućih slojeva pametne pelene kako bi otkriti vlagu i upozorili na promjenu

Uređaj koristi prednosti načina na koji papir prirodno reagira na promjene vlažnosti i koristi grafit u olovci za interakciju s molekulama vode i otopinom natrijeva klorida. Kako papir apsorbira molekule vode, otopina se ionizira i elektroni počinju teći do grafita u olovci, pokrećući senzor koji detektira te promjene vlažnosti u okolišu i šalje signal pametnom telefonu koji prikazuje i bilježi podatke.

Senzor hidratacije vrlo je osjetljiv na promjene vlažnosti i daje točna očitanja u širokom rasponu razina relativne vlažnosti, od 5,6 do 90 posto
Senzor hidratacije vrlo je osjetljiv na promjene vlažnosti i daje točna očitanja u širokom rasponu razina relativne vlažnosti, od 5,6 do 90 posto

Prikupljeni podaci mogli bi se koristiti za otkrivanje pojave raznih bolesti, kao što su respiratorni zastoj i otežano disanje, te pružiti mogućnosti u pametnom internetu stvari i telemedicini.

Biološki senzor od ticala skakavca

Nakon što su razvili robota koji čuje kroz uho skakavca, istraživači Sveučilišta u Tel Avivu robotu su dodali i sposobnost njuha pomoću biološkog senzora koji šalje električne signale kao odgovor na prisutnost obližnjeg mirisa. Senzor, zapravo ticalo odnosno antena kojom skakavci razaznaju mirise, povezan je s elektroničkim sustavom i pomoću algoritma strojnog identificira mirise s razinom osjetljivosti 10.000 puta višom od one kod obično korištenih elektroničkih uređaja. https://english.tau.ac.il/robot_smell
 

Istraživači vjeruju da se isti princip može primijeniti i na druga osjetila, kao što su vid i dodir, a započetak planiraju robotu dati mogućnost navigacije koja će mu omogućiti lokaliziranje izvora mirisa.

Neuro-čip za upravljanje moždanim poremećajima

Istraživači Laboratorija za integriranu neurotehnologiju i Laboratorija za meka bioelektronička sučelja u Švicarskoj razvili su NeuralTree, neuromodulacijski sustav zatvorene petlje na čipu koji može otkriti i ublažiti simptome bolesti.  Zahvaljujući 256-kanalnom nizu senzora visoke razlučivosti i energetski učinkovitom procesoru za strojno učenje, sustav može izdvojiti i klasificirati širok skup biomarkera iz podataka o stvarnim pacijentima i životinjskih modela bolesti in vivo, što dovodi do visokog stupnja točnosti u predviđanju simptoma. 

NeuralTree funkcionira izdvajanjem neuralnih biomarkera iz moždanih valova. Nakon detekcije simptoma aktivira se neurostimulator, također smješten na čipu, koji šalje električni puls da ga blokira
NeuralTree funkcionira izdvajanjem neuralnih biomarkera iz moždanih valova. Nakon detekcije simptoma aktivira se neurostimulator, također smješten na čipu, koji šalje električni puls da ga blokira

Složeno, energetski učinkovito neuralno sučelje, predstavljeno u IEEE Journal of Solid-State Circuits, može otkriti epileptični napad ili Parkinsonov tremor, ali i klasificirati pokrete prstiju za neuroprostetske primjene. 

Ispreplitanje atoma preko kvantne mreže

Istraživači Sveučilišta u Innsbrucku uspjeli su ispreplesti dva iona na udaljenosti od 230 metara. Dva kvantna sustava postavljena su u dva laboratorija, jedan u zgradi u kojoj se nalazi Odjel za eksperimentalnu fiziku i drugi u zgradi u kojoj se nalazi Institut za kvantnu optiku i kvantne informacije Austrijske akademije znanosti. 

Fotoni zapleteni ionima putovali su iz zgrade u zgradu 500 metara dugim optičkim kabelom
Fotoni zapleteni ionima putovali su iz zgrade u zgradu 500 metara dugim optičkim kabelom

Pojedinačne fotone zapletene s ionima poslali su 500 metara dugim optičkim kabelom i postavili ih jedan na drugi, mijenjajući isprepletenost na dva udaljena iona. Rezultati, objavljeni su u časopisu Physical Review Letters, pokazuju da su zarobljeni ioni obećavajuća platforma za buduće kvantne mreže koje premošćuju gradove i eventualno kontinente.

Papirnate slamke koje ne gube oblik

Kako u dodiru s tekućinom ne bi izgubile temeljnu funkcionalnost, mnoge papirnate slamke obično se oblažu polietilenom ili akrilnom smolom, materijalom koji se koristi za izradu plastičnih vrećica i ljepila.No, sad su istraživači Korejskog istraživačkog instituta za kemijsku tehnologiju (KRICT) razvili ekološki prihvatljive, biorazgradive papirnate slamke koje se ne raskvase. 

Ove slamke se ne raspadaju ni u toplim niti u hladnim napitcima i mogu se koristiti s vodom, čajem, gaziranim pićima, mlijekom i druga pićima koja sadrže lipide. Uz to, one se dobro razgrađuju, i u morima i na tlu i potpuno se dezintegriraju nakon 120 dana
Ove slamke se ne raspadaju ni u toplim niti u hladnim napitcima i mogu se koristiti s vodom, čajem, gaziranim pićima, mlijekom i druga pićima koja sadrže lipide. Uz to, one se dobro razgrađuju, i u morima i na tlu i potpuno se dezintegriraju nakon 120 dana

Kako bi stvorili materijal za oblaganje, istraživači su sintetizirali uobičajenu biorazgradivu plastiku, polibutilen sukcinat (PBS), dodavanjem male količine nanokristala celuloze. Dodani nanokristali celuloze isti su materijal kao glavna komponenta papira koji omogućuje biorazgradivoj plastici da se čvrsto pričvrsti na površinu papira.