Живые клетки мозга, подключенные как биокомпьютер-органоид на чипе, учатся управлять роботами благодаря системе интеллектуального взаимодействия с открытым исходным кодом под названием MetaBOC. Этот проект направлен на возвращение человеческих мозговых клеток в искусственные тела.

Что такое биокомпьютер и биокомпьютинг?

Биокомпьютинг — одно из самых странных направлений в сфере новых технологий. В его основе лежит способность нейронов воспринимать мир и давать обратную связь с помощью электрических сигналов. Клетки человеческого мозга, выращенные в больших количествах на кремниевых чипах, могут получать электрические сигналы от компьютера, интерпретировать их и давать обратную связь. Вот действующий пример того, как работает такая система.

Биокомпьютер на рынке

Такая система «мозг на чипе» способна к обучению. Впервые концепцию представил проект DishBrain в Университете Монаша, Австралия. Исследователи вырастили около 800 000 мозговых клеток на чипе, поместили его в смоделированную среду и наблюдали, как эта киберорганическая масса научилась играть в Pong примерно за пять минут. Проект получил финансирование от австралийских военных и перерос в отдельную компанию Cortical Labs.

В материалах интервью у главного научного сотрудника Cortical Labs Бретта Кагана четко оформлена мысль: даже на ранней стадии биокомпьютеры на основе человеческих нейронов обучаются гораздо быстрее, потребляя в разы меньше энергии, чем современные чипы машинного обучения с искусственным интеллектом, демонстрируя при этом «интуитивность, проницательность и креативность». В конце концов, наш мозг, тоже своего рода биокомпьютер, потребляет всего лишь крохотные 20 Вт для работы, что ничтожно мало по сравнению с попыткой развернуть сознание на сервере.

Бутылочное горлышко при попытке возвести биокомпьютер

Мы провели испытания традиционного обучения с подкреплением. С точки зрения того, как быстро нейросеть должна просмотреть количество образцов, прежде чем начнет демонстрировать эффективное обучение — это просто небо и земля. Биологические системы, даже такие простые и неуклюжие, как сейчас, превосходят лучшие алгоритмы глубокого обучения, которые когда-либо создавались людьми. Это довольно дико.

Бретт Каган, главный научный сотрудник Cortical Labs

Один из недостатков, помимо вопросов этики, это поддержка оптимальной среды для работы биокомпьютера. Это означает, что к выращенному мозгу нужно подавать питательные смеси, жидкости, контролировать температуру и защищать от микробов и вирусов. Рекорд по продолжительности жизни органоида Cortical в 2023 году составлял около 12 месяцев. Что ж, теория трансгуманизма постепенно перерастает в практику.

Современный биокомпьютер. Сращивая мозг человека и тело киборга

Подобные проекты разворачиваются повсеместно. Исследования в Университете Индианы, где  клеткам мозга позволили самоорганизоваться в шарообразный органоид «Brainoware», к которому затем подключили электроды. Или швейцарский стартап FinalSpark, который использует дофамин в качестве механизма вознаграждения для биокомпьютерных чипов Neuroplatform.

И вот теперь китайские исследователи говорят, что вывели эту сферу технологий на новый уровень.

Биоробот

Проект MetaBOC (BOC — аббревиатура «мозг на чипе») объединяет исследователей из Лаборатории взаимодействия мозга и компьютера и интеграции человека и компьютера Хайхэ Тяньцзиньского университета с другими командами из Южного университета науки и технологий.

MetaBOC — это программное обеспечение с открытым исходным кодом. Это интерфейс между биокомпьютерами «мозг на чипе» и другими электронными устройствами. Главная цель — предоставить органоиду возможность воспринимать мир посредством электронных сигналов, взаимодействовать с окружающей средой с помощью любых элементов управления и учиться решать конкретные задачи.К такой системе вполне можно подключить и беспроводные протезы.

Команда из Тяньцзиня говорит, что использует шарообразные органоиды, как и команда Brainoware в Индиане, поскольку трехмерная физическая структура позволяет формировать сложные нейронные связи, сравнительно с тем, как это происходит в нашем мозге.

Эти органоиды выращиваются под воздействием низкоинтенсивной сфокусированной ультразвуковой стимуляции , что, по словам исследователей, дает им более интеллектуальную основу для построения.

Система MetaBOC также пытается объединить разные типы интеллекта, используя алгоритмы искусственного интеллекта в программном обеспечении для взаимодействия с биологическим интеллектом мозговых клеток. Все сводится к тому, что привычная нам модель интеллекта будет пересматриваться едва ли не постоянно.

От нейросетей к биотехнологиям

Команда из Тяньцзиня специально упоминает робототехнику как цель интеграции созданной технологии и приводит довольно примитивные но наглядные изображения. Биокомпьютер на чипе, говорит команда, теперь может научиться управлять роботом, разбираясь в элементах управления и пытаясь выполнять такие задачи, как избегание препятствий, отслеживание целей или обучение использованию рук и кистей для захвата различных объектов.

Поскольку мозговой органоид способен «видеть» мир только посредством подаваемых ему электрических сигналов, теоретически он может обучиться пилотированию мини-гандама в полностью смоделированной среде, что позволит ему избежать большинства падений и столкновений, не подвергая риску органический интеллектуальный двигатель. Хотя, он и так находится 24/7 в критической суперпозиции, как и мозг любого живого существа.

Сами органоиды, вероятно, не будут такими большими на первых этапах исследования. Однако им потребуются всевозможные вспомогательные приспособления, включая линии подачи жидкости и питательных веществ, антипатогенные уплотнения, системы контроля температуры и защиты от ударов.

Биокомпьютер и перспективы развития

В любом случае, если построить небольшого робота с соответствующими сенсорными и двигательными возможностями, нет причин, по которым клетки человеческого мозга не могут научиться управлять им.

Это феноменальное время для науки и технологий: когда с одной стороны возводятся системы человек мозг компьютер, направлены на подключение высокоскоростных компьютерных интерфейсов и имплантов в мозг, не без проблем, в то время как такие проекты, как MetaBOC, выращивают клетки человеческого мозга и интегрируют их в компьютеры. А бурно развивающаяся индустрия искусственного интеллекта пытается превзойти лучшие достижения биологического интеллекта с помощью сознания на кремнии.

Наука и техника вынуждены выходить в плоскость философии трансгуманизма, поскольку сталкиваются с пределами нашего понимания. Есть ли у мозга, выращенного в чашке Петри, сознание? Есть ли сознание у ИИ? Может их работу описывают только датаизм? Таким образом, в ближайшем будущем такие виды интеллекта станут неотличимы от разумных существ, подарив начало анархо трансгуманизму. Какова будет этика, когда это произойдет? Отличаются ли основы этики для углеродного и кремниевого видов интеллекта?

Этика дивного нового мира

Этот раздел – фрагмент речи Бретта Кагана, главного научного сотрудника Cortical Labs

Допустим, что эти системы действительно развивают сознание — по моему мнению, это очень маловероятно, но, предположим, это происходит. Затем вам нужно решить, правильно ли со стороны вопросов этики проводить на них испытания или нет? Но мы уже проводим испытания на существах с сознанием. Мы проводим испытания на животных, которые, как я думаю, обладают определенным уровнем сознания, и не испытываем по этому поводу какого-то беспокойства... Мы едим животных, многие из нас делают это без особого беспокойства, и это оправданно.

Честно говоря, я с трудом верю в то, что пишу: что человечество начинает использовать физические строительные блоки своего разума и использовать их для создания кибернетического разума, способного разумно управлять машинами.

Но это жизнь в 2024 году, когда мы на полной скорости движемся к таинственной технологической сингулярности, точке, где интеллект ИИ превзойдет наш собственный и начнет разрабатывать новые технологии быстрее, чем на это способны люди.

Перед нами уже маячит точка, в которой технический прогресс — который уже течет с беспрецедентной скоростью — ускоряется по экспоненте и превращается в вертикаль, и мы полностью теряем над ним контроль. В этом временном отрезке нам посчастливилось жить в телах и не быть кучей клеток, подключенных к чипу в чашке. По крайней мере, насколько нам это известно.

Больше материалов на тему сознания, интеллекта, работы мозга и улучшения человека как вида – читайте в телеграм канале. Подписывайтесь, чтобы не пропустить новые статьи!

BND-35, антитело-антагонист, разработанное для лечения солидных опухолей, было введено в Институте онкологии Медицинского центра Рабина в Центре Давидофф. Терапия направлена на подавление распространения опухолей.

Больница в Петах-Тикве — одна из шести площадок в Израиле и США, участвующих в исследовании.

В ходе исследования будут изучены безопасность, переносимость, противоопухолевая активность, фармакокинетика и поисковые биомаркеры BND-35 как в виде монотерапии, так и в сочетании с двумя другими одобренными препаратами.

«Схема исследования BND-35 представляет новую комбинированную терапию, которая нацелена на иммуносупрессивную клеточную среду в микроокружении опухоли (TME)», — сказал профессор Саломон Стеммер, руководитель отдела исследований, разработок и инноваций и заместитель директора Центра Давидофф, и клинический исследователь в исследовании.

«Существует острая потребность в инновационных методах лечения рака, устойчивых к существующим методам лечения. Учитывая его многообещающую доклиническую эффективность, мы стремимся оценить потенциал BND-35 в преодолении иммуносупрессии, опосредованной ILT3/LILRB4», — сказал он.

Перевод с английского

ИСТОЧНИК

Электрохромная плёнка на окна

Применение электрохромных покрытий может приблизить нас к экологически чистым способам поддержания прохлады внутренних помещений. Подобно затемняющимся солнцезащитным очкам, оптические свойства этих прозрачных пленок можно регулировать с помощью электричества для блокировки солнечного тепла и света.

В недавней работе, опубликованной в журнале ACS Energy Letters, исследователи продемонстрировали новую конструкцию электрохромной пленки на основе МОК... Нет, не этот мок, а металл-органических каркасов, которая быстро и надежно переключается из прозрачного состояния в зеленый, уменьшающий блики, а затем в красный, обеспечивающий теплоизоляцию.

МОК использовались для создания пленки благодаря их способности формировать тонкие пленки с регулируемым размером пор путем изменения длины органического лиганда, связывающегося с ионом металла. Эти особенности обеспечивают улучшенный ток, более точный контроль цветов и долговечность.

В экспериментах пленка на основе МОК переключалась из бесцветного состояния в зеленый цвет за 2 секунды при потенциале 0,8 В, а затем в темно-красный цвет за 2 секунды при 1,6 В. Пленка сохраняла зеленый или красный цвет в течение 40 часов при снижении потенциала до тех пор, пока не было приложено обратное напряжение для возвращения к прозрачному состоянию.

Пленка также надежно работала в течение 4500 циклов переключения между окрашенным и прозрачным состоянием. После дальнейшей оптимизации, по мнению исследователей, такие регулируемые покрытия можно использовать в "умных" окнах для регулирования температуры внутри помещений, а также в интеллектуальных оптических устройствах и датчиках меньшего масштаба.

В прошлом выпуске я рассказывал про плёнку со схожими свойствами, но там были минусы в прозрачности и надёжности. Здесь же плёнку как минимум можно автоматизировать, включать и выключать, когда требуется, благо делает она это достаточно быстро. К тому же, насколько я понял, плёнка не теряет полностью прозрачность при максимальном затемнении, что на мой вкус является огромным преимуществом.

Источник: ссылка

Новая технология ночного зрения

Исследователи из Центра превосходства ARC по трансформационным метаоптическим системам разработали метод преобразования инфракрасного излучения в видимый свет с помощью тонкой нелинейной метаповерхности. Метаповерхность представляет собой периодическую решетку из кремнезема на тонкой пленке ниобата лития.

При освещении метаповерхности инфракрасным (1550 нм) и накачивающим (860 нм) лазерными пучками происходит нелинейное суммирование частот - генерация суммарной частоты (550 нм). Это позволяет преобразовать инфракрасное изображение в видимое.

Ключевым моментом является высокодобротный резонанс в метаповерхности, обеспечивающий 458-кратное усиление нелинейного процесса по сравнению с тонкой пленкой ниобата лития. Достигнута рекордная эффективность преобразования 1,93×10^-5 см^2/ГВт, это аж на порядок выше, чем прошлые разработки аналогичной технологии.

Для получения качественных изображений использовалась схема фурье-визуализации. Пространственные частоты исходного объекта проецировались на метаповерхность, а затем преобразованное изображение фокусировалось на видимую камеру. Это позволило преодолеть нелокальный характер резонансов и избежать потерь разрешения.

Продемонстрированы четкие преобразованные изображения тестовых мишеней с разрешением до 50 мкм, сравнимым с прямой инфракрасной визуализацией. Подобные эффективные преобразователи могут найти применение в компактных системах ночного видения, датчиках и многоцветной визуализации при комнатной температуре.

Кроме того, эти специальные метаповерхности с нелокальными (угло-зависимыми) свойствами потенциально могут не только преобразовывать инфракрасные изображения в видимый диапазон, но и одновременно обрабатывать эти изображения. Например, одна часть преобразованного видимого изображения может показывать сами объекты, а другая часть - только границы или контуры этих объектов.

Короче говоря, технология достойная. Думаю, каждый хотел бы себе обычные очки, в которых хорошо видно ночью, это как минимум удобно. Да, скорее всего такая технология войдет в первую очередь в военку, но думаю и до гражданских когда-нибудь доберется.

Источник: ссылка

Карманный 3D-принтер

В современных технологиях аддитивного производства происходит переход от громоздких настольных 3D-принтеров к компактным портативным решениям. Исследователи из MIT и Университета Техаса в Остине предложили чип-систему для 3D-печати, которая не имеет движущихся частей.

Система основана на интегрированной оптической антенной решетке, изготовленной по технологии кремниевой фотоники. Чип излучает перенастраиваемые голограммы видимого света в емкость со светоотверждаемым жидким составом. Под воздействием света состав селективно затвердевает, формируя требуемый трехмерный объект.

Для демонстрации концепции был создан прототип, совмещающий технологии интегрированных оптических антенных решеток видимого диапазона и специального светоотверждаемого состава. В емкость с жидким составом проецировался управляемый пучок от антенной решетки, что позволило сформировать твердые воксели (элементарные объемы) размером около 0,5х0,125 мм за считанные секунды.

Используя неметаллическое сканирование пучка по одной из координат, удалось напечатать линии. Комбинируя печать линий с перемещением емкости, были сформированы двумерные произвольные узоры, например, логотип MIT.

Дальнейшие работы нацелены на создание полноценной системы для объемной 3D-печати целых объектов за один проход. Для этого требуются фокусирующие антенные решетки и специальные составы с низким поглощением для голографической литографии. Подобный портативный чип-принтер мог бы найти применение в различных отраслях, обеспечивая компактное, доступное и быстрое решение для аддитивного производства.

Да, конечно, карманным пока такой принтер не назовешь, но в любом случае разработчикам можно пожелать только удачи. Я лично 3D-принтером не пользуюсь, пока что. Но если такой экспонат выпустят в мир, то возможно вооружусь.

Источник: ссылка

Цинк-йод-аккумулятор

Ох, сколько же я уже обозревал разных типов аккумуляторов, наверное, даже выпусков столько нет. Каждый месяц придумывают по несколько формул точно всех побеждающего аккумулятора. Но я не могу обойти эту нишу стороной, поэтому рассказываю.

Водные цинк-иодидные (ZnI2) батареи привлекательны своей безопасностью, низкой стоимостью и высокой теоретической емкостью. Но их циклический ресурс ограничен из-за нестабильности цинкового анода в водном электролите, что приводит к выделению водорода и вздутию батареи. Также проблемой является взаимодействие иодид-ионов на катоде с пассивационными слоями на цинковом аноде.

Ученые разработали новый фторсодержащий полимерный твердотельный электролит для ZnI2 батарей. На цинковом аноде в этом электролите формируется стабильный фторидный слой (SEI), обеспечивающий горизонтальный рост цинковых отложений и предотвращающий образование опасных цинковых дендритов, которые могут повредить сепаратор.

Твердотельная структура электролита также подавляет нежелательное перемещение иодид-ионов, значительно увеличивая ресурс батареи. Симметричные ячейки с этим электролитом работали стабильно около 5000 часов при плотности тока в 0,2 мА/см2. Полные ZnI2 батареи показали почти 100% кулоновскую эффективность свыше 7000 циклов (что равно более 10 000 часов наработки) при нормальной разрядке около 2-х часов и удельную емкость в 79,8 мАч/г даже при сверхвысокой нагрузке или разрядке до 3-х минут.

Это демонстрирует коммерческий потенциал разработанных твердотельных ZnI2 батарей с высоким ресурсом и бездендритными цинковыми анодами. В будущем планируется изучение практических применений таких батарей с учетом стоимости. Твердотельный электролит способствует увеличению ресурса за счет стабильного SEI-слоя на цинке, горизонтального роста и подавления дендритов, а также предотвращения перемещения иодид-ионов и коррозии цинка.

Что ж, показатели реально впечатляют. Надеюсь, что это выйдет на рынок. НО понятно дело, что данные батареи никогда не попадут в наши гаджеты и даже электромобили. Просто они большие и тяжелые, относительно тех же литий-ионных. Но они и создаются не для этого, а скорее как огромные хранилища энергии, на различные подстанции, в работе с солнечными батареями и прочей энергосистемой, где требуется сохранить излишки энергии.

Источник: ссылка

Биоинспирированный бетон

Вдохновленные материалом, из которого состоят раковины устриц и абалонов, инженеры из Принстонского университета создали новый цементный композит, который в 17 раз более стойкий к растрескиванию, чем обычный цемент, и в 19 раз более способный растягиваться и деформироваться без разрушения. Эти результаты могут в будущем помочь повысить стойкость к растрескиванию широкого спектра хрупких керамических материалов, от бетона до фарфора.

Исследователи разработали композиты, вдохновленные природной структурой перламутра, используя портландцемент и небольшое количество полимера. Они чередовали слои цементных листов с тонкими эластичными полимерными прослойками. В экспериментах создавались три типа образцов: с чередующимися слоями без предварительной обработки поверхности, с гексагональными канавками на цементных листах, а также с физически разделенными на гексагональные таблетки цементными листами.

Испытания показали, что образцы с разделенными таблетками демонстрируют в 19 раз большую пластичность и в 17 раз более высокую стойкость к растрескиванию по сравнению с цельным цементным образцом при сохранении аналогичной прочности на изгиб. Этот существенный рост характеристик связан с рядом механизмов упрочнения, включая скольжение таблеток, деформацию полимерных прослоек и извилистое распространение трещины. В свою очередь это открывает путь к повышению стойкости к растрескиванию хрупких цементных материалов примерно на порядок при сохранении прочности. В планах ученых дальнейшие исследования для совершенствования методов производства и масштабирования подобных материалов для применения в строительной отрасли.

Откровенно говоря, метод неплохой с технической части, как любой биоинспирированный метод. Эти прекрасные с инженерной стороны строения радуют глаз. К сожалению, на практике такое применить достаточно сложно, так как никто не будет заморачиваться с нанослоями, синтезировать нужный полимер и т.д. Я лично не представляю, как это можно масштабировать в приемлемых размерах. Может быть какие-то прям сверхузконаправленные изделия. Ну либо же пойти от обратного и тупо масштабировать всё, не в плане количества, а в плане размера, но тут это может уже работать не так хорошо, как на наноуровне.

Источник: ссылка

Шифратор изображений

Исследователи из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) разработали инновационную камеру для скрытия информации, которая оптически преобразует входные изображения в обычные с виду шаблоны. Это решение обеспечивает защиту визуальных данных.

В основе технологии лежит дифракционный оптический процессор. Он состоит из слоев, которые манипулируют световыми волнами, чтобы преобразовать входное изображение в обычный с виду шаблон. Таким образом, конфиденциальные данные скрываются от посторонних глаз. Однако авторизованные пользователи могут восстановить исходное изображение с помощью совместно обученной электронной декодирующей нейросети.

Физическое оптическое преобразование происходит за счет взаимодействия света с материалом процессора, что делает его быстрым и энергоэффективным. Команда продемонстрировала работу системы в различных условиях освещения и при наличии шумов. Они также расширили дизайн для мультиспектральной работы, позволяющей одновременно шифровать и раскрывать несколько изображений на разных длинах волн.

Оптический шифратор совместно оптимизируется с электронным декодером с помощью глубокого обучения. Скрытая информация точно восстанавливается авторизованными пользователями через декодер, в то время как неавторизованные видят лишь обычные паттерны.

В отличие от традиционной криптографии и стеганографии, данный подход обеспечивает большую емкость сокрытия данных, стойкость к сжатию и шумам. Экспериментально система была успешно протестирована на терагерцовом излучении с использованием 3D-печати дифракционного слоя. Результаты совпали с численным моделированием, продемонстрировав точность метода.

Разработка открывает новые возможности для обработки и передачи конфиденциальных визуальных данных в различных сферах, требующих повышенной безопасности коммуникаций.

Весьма интересная разработка. Привлекает, что она отчасти аналоговая. Сам дифракционный процессор. Я +- понял, в чем ее суть, и могу быть уверенным, что эта штука взломоустойчивая, но только если паттерн шифрования самого процессора может постоянно изменяться.

Источник: ссылка

Литий из воды

Ни для кого не секрет, что Китай лидер по добыче лития и тем самым по производству аккумуляторов такого типа. И судя по следующей новости, свою позицию они ни с кем делить не собираются.

Исследователи из Института биоэнергетики и биопроцессов в Циндао разработали инновационную мембрану из кристаллического нитрида углерода для извлечения лития. Эта мембрана имитирует структуру биологических ионных каналов и демонстрирует выдающиеся селективность и стабильность в разделении ионов лития и магния в рассолах соляных озер.

Мембрана состоит из кристаллического политриазиноимида (PTI) - формы нитрида углерода с плотноупакованными нанопорами около 0,3 нм в диаметре, и аморфного полимерного нитрида углерода (PCN). PTI обеспечивает высокую селективность за счет узких пор, способных пропускать только обезвоженные ионы лития. PCN же "сваривает" кристаллы PTI в сплошную мембрану, предотвращая утечку ионов.

Благодаря идеальному сочетанию узких пор и электроотрицательных лигандов, мембрана обеспечивает почти барьерный транспорт ионов лития, но затрудняет прохождение крупных гидратированных ионов магния. Компьютерное моделирование показало, что ионы лития могут свободно перемещаться по зигзагообразным порам PTI, периодически связываясь с азотными лигандами.

В экспериментах мембрана продемонстрировала выдающуюся селективность 1708 для извлечения разбавленного лития (0,002 М) из концентрированного магниевого раствора (1,0 М). Ее работоспособность сохранялась на протяжении более 200 часов испытаний. Это открывает новые возможности для эффективной добычи лития - ключевого элемента для аккумуляторов и возобновляемой энергетики.

Источник: ссылка

Робот-водитель

Команда робототехников из Токийского университета разработала мускулоскелетного гуманоидного робота Musashi, способного управлять автомобилем в режиме автономного вождения. В отличие от большинства подходов, нацеленных на полную автоматизацию автомобиля, в данном случае в обычный автомобиль помещается робот-водитель.

Musashi имеет антропоморфную конструкцию с двумя руками, двумя ногами, стопами, кистями, туловищем, шеей и головой. Робот оснащен подвижным блоком глаз с высокоразрешающими камерами, гибкими кистями рук со встроенными пружинами для регулировки жесткости пальцев и стопами с датчиками сил, измеряющими нагрузку по всей поверхности. Гибкая конструкция позволяет роботу адаптироваться к сложным ситуациям при вождении и работать с различными элементами управления автомобиля.

Программное обеспечение робота включает модули для обучения, распознавания объектов, управления движениями и рефлекторного контроля безопасности. Нейросетевые модели обучаются на основе данных, полученных при случайных командах управления, что позволяет роботу адаптироваться к динамике автомобиля и точно воспроизводить необходимые траектории движения.

В ходе экспериментов Musashi успешно выполнял операции по вождению, такие как управление рулевым колесом, педалями газа и тормоза, а также распознавание людей и дорожных объектов с помощью камер и звуковых датчиков. Тем не менее, существуют некоторые ограничения, включая недостаточную скорость реакции, сложность работы в разных средах и ограниченные возможности распознавания в ночное время.

Исследователи продолжают работу над совершенствованием аппаратного и программного обеспечения робота, чтобы повысить безопасность и точность управления в реальных дорожных условиях. Цель состоит в создании роботизированной системы автономного вождения, способной конкурировать с человеком-водителем или даже превзойти его по некоторым показателям.

Я не мог не взять эту новость. Но откровенно говоря, полнейший абсурд. У меня даже слов нет, чтобы описать всю нелепость этой разработки. Я приведу пару примеров, почему я так считаю. Во-первых, это адаптация, ни один современный робот, и думаю в ближайшее десятилетие тоже, не сможет даже близко с такой же скоростью, как человек, адаптироваться к резко изменяющейся ситуации с машиной или дорогой. Во-вторых, роботы и так не самые умные сегодня, так у него для ограниченного обзора изнутри машины всего в арсенале две камеры, это смех, достаточно просто посмотреть, сколько различных датчиков и аппаратуры напихано вокруг любого беспилотного транспорта, и то сегодня это достаточно сомнительный инструмент. Ну и в-третьих, банально робот занимает 1 место, а для стандартной легковушки это 20%. Я, конечно, могу заблуждаться в своих выводах, но думаю, минимум 90% со мной согласятся.

Источник: ссылка

Снайперский антибиотик

Ученые разработали новый "умный" антибиотик лоламицин, который избирательно атакует только патогенные (болезнетворные) бактерии, не причиняя вреда полезным микроорганизмам в кишечнике. В экспериментах на клеточных культурах лоламицин эффективно подавлял рост более 130 штаммов бактерий с множественной лекарственной устойчивостью. А в опытах на мышах с сепсисом и пневмонией, вызванными супербактериями, препарат спас 100% животных с сепсисом и 70% с пневмонией.

Обычные антибиотики уничтожают как патогенные, так и полезные бактерии, нарушая микробиом кишечника. Это повышает риск развития вторичных инфекций, таких как клостридиальная инфекция, а также может вызывать проблемы с желудочно-кишечным трактом, почками и печенью. Бактерии делятся на два основных типа: грамположительные с тонкой оболочкой и грамотрицательные с прочной двойной мембраной. Большинство устойчивых к лечению патогенных бактерий относятся к грамотрицательному типу, как и значительная часть полезной кишечной микрофлоры.

Лоламицин нацеливается на систему транспорта липопротеинов Lol, которая присутствует только у грамотрицательных бактерий и генетически различается у патогенов и кишечной микрофлоры. Это позволяет препарату избирательно поражать болезнетворные микроорганизмы, не затрагивая местных жителей.

В ходе тестирования, в отличие от обычных антибиотиков, лоламицин не вызывал существенных изменений в составе кишечного микробиома мышей за трехдневный курс лечения и последующие 28 дней наблюдения.

Однако требуются многолетние дополнительные исследования для оценки эффективности и безопасности лоламицина, включая тестирование на других бактериальных штаммах, изучение токсичности и определение скорости развития устойчивости. Разработчики считают лоламицин перспективным прототипом для создания антибиотиков нового поколения против супербактерий.

Источник: ссылка

Китай на обратной стороне Луны

Следующей новости уже правда 2 недели, в силу особенностей моих выпусков, но я думаю, лучше поздно, чем никогда, тем более что история еще не завершена, по крайней мере на момент записи.

Китайский космический аппарат "Чанъэ-6" уже вот-вот доставит на Землю первые образцы грунта, собранные на обратной стороне Луны. Посадочный модуль совершил историческую мягкую посадку на лунном бассейне Южный полюс — Эйткен, одном из древнейших ударных кратеров в Солнечной системе.

После высадки модуль приступил к операциям по сбору лунного реголита (поверхностного грунта). Для этого он использовал черпак для захвата образцов с поверхности и дрель для извлечения более глубинного материала. В общей сложности было собрано около 2 кг лунных пород.

Процесс посадки и забора проб проходил полностью в автоматическом режиме под управлением бортовых систем зонда. Из-за отсутствия прямой радиосвязи с Землей команды передавались через специальный ретранслятор Queqiao-2 на окололунной орбите.

После завершения операций на поверхности спускаемый аппарат с контейнером образцов отделился и при помощи ракетного ускорителя был выведен на окололунную орбиту для стыковки с орбитальным модулем станции. В дальнейшем образцы будут перегружены в возвращаемую капсулу для доставки на Землю.

Собранные "Чанъэ-6" лунные породы являются уникальными, так как ранее пробы собирались только на видимой стороне Луны. Изучение этих новых материалов позволит ученым лучше понять различия между двумя лунными полушариями, а также раскрыть ранние этапы формирования и эволюции естественного спутника Земли.

Источник: ссылка

Грибы, едящие пластик

Исследователи из Нидерландского института исследования моря (NIOZ) и других организаций обнаружили необычный морской гриб Паренгиодонтиум альбум, способный разлагать одну из наиболее распространенных разновидностей пластика в океане - полиэтилен (ПЭ). Находка была сделана в районе Большого Тихоокеанского мусорного пятна - скопления пластикового мусора в северной части Тихого океана.

В лабораторных условиях ученые проследили процесс разложения ПЭ грибком с использованием меченого углерода (13С). Оказалось, что гриб может расщеплять полиэтиленовые частицы, предварительно подвергнутые воздействию ультрафиолетового излучения, имитирующего солнечный свет. Скорость разложения составляет около 0,05% в день.

Однако большая часть углерода из разлагаемого ПЭ не усваивается грибком, а выделяется обратно в виде углекислого газа (СО2). Учёные считают, что этот процесс не представляет новой угрозы, поскольку выбросы CO2 сопоставимы с количеством, выдыхаемым человеком.

Ученые предполагают, что в более глубоких слоях океана могут существовать и другие виды грибов, пока не обнаруженные, способные разлагать пластик без предварительного воздействия ультрафиолета. Поиск таких организмов важен, поскольку ежегодно в мировой океан попадают сотни миллионов тонн пластиковых отходов, часть которых оседает на дне, не подвергаясь солнечному свету.

Возможность биологической утилизации пластика посредством морских грибов представляет интерес для решения проблемы загрязнения океанов. Однако требуются дальнейшие исследования динамики этого процесса и его последствий.

Ну что ж, посмотрим, к чему это всё приведёт. Вообще появление таких грибов было ожидаемо. Когда есть потенциальная пища, содержащая в себе энергию, появятся и те, кто эту энергию научится потреблять. И я, кстати, не понимаю одного: вот у меня было столько новостей про улавливание и переработку углекислого газа в полезные элементы, почему бы просто не пиролизировать пластик, тем самым получая из него различные нефтепродукты, а выделяемый при этом всём углекислый газ так же улавливать и перерабатывать во что-то полезное.

Источник: ссылка

Инсулин под язык

Ученые из Университета Британской Колумбии (UBC) разработали новый безболезненный метод доставки инсулина - сублингвальные капли, которые нужно просто капать под язык. Это потенциально может заменить необходимость в инъекциях инсулина для пациентов с диабетом.

Обычно пероральный прием инсулина неэффективен, так как его крупные молекулы плохо проникают через клетки желудочно-кишечного тракта. Чтобы решить эту проблему, исследователи объединили инсулин с особыми белковыми молекулами - клеточными проникающими пептидами (CPP).

CPP действуют как "проводники", помогая инсулину преодолевать клеточные мембраны и попадать в кровоток. В данной разработке использовались CPP, полученные из побочных продуктов рыбы. Они делают клетки более проницаемыми для молекул инсулина.

В доклинических испытаниях на мышах инсулин с CPP успешно проникал в кровоток при сублингвальном введении и эффективно контролировал уровень глюкозы, как и при инъекциях. Без добавления CPP инсулин оставался в клетках полости рта и не поступал в кровь.

Для людей с диабетом поддержание нормального уровня глюкозы критически важно во избежание таких осложнений, как повреждение глаз, почек, нервов и ампутация конечностей. Однако многократные ежедневные инъекции инсулина существенно снижают качество жизни.

Разработка UBC открывает новые возможности для безболезненного и удобного контроля диабета. Капли под язык должны обеспечить быструю доставку инсулина в кровь без риска заражения или травм от игл. Команда работает над лицензированием технологии для коммерческого партнера.

Источник: ссылка

Атомная батарейка

Калифорнийская компания Infinity Power разработала высокоэффективную и долговечную атомную батарею на основе электрохимического преобразования энергии радиоизотопов. Согласно пресс-релизу, коэффициент полезного действия (КПД) этого нового источника энергии превышает 60%, что в разы выше предыдущих атомных батарей с КПД всего в несколько процентов.

Принцип работы заключается в использовании энергии, высвобождаемой при распаде ядерных изотопов, и ее преобразовании в электрическую энергию с помощью электрохимического метода конверсии. Жидкая форма радиоизотопов создает более широкий и эффективный канал для сбора электронов, обеспечивая высокую эффективность преобразования.

Миниатюрное устройство размером с монету способно генерировать десятки милливатт энергии на протяжении более 100 лет. Масштабируемость технологии позволяет получать мощность от нановатт до киловатт, что делает батарею пригодной для разных применений – от медицинских имплантатов до энергоснабжения удаленных объектов и космических миссий.

Высокий КПД означает необходимость меньшего количества радиоактивного материала и более широкий выбор изотопов по сравнению с другими источниками питания. Компания разрабатывает усовершенствованную конструкцию для обеспечения надлежащей радиационной защиты.

Новая технология призвана решить проблему периодической подзарядки портативных устройств в системах, требующих бесперебойной работы. Интегрированные радиоизотопы могут обеспечивать электроэнергию в течение длительных периодов без поиска внешних источников питания.

Информации о том, насколько это будет радиоактивно и опасно в наших с вами гаджетах и устройствах, я не нашёл. Поэтому судить о гражданской повседневной эксплуатации такого чуда пока нет смысла. Но если у компании получится сделать батарею безопасной, то может быть уже скоро увидим и в быту. Но для остальных областей это будет полезно безусловно уже сейчас.

Источник: ссылка

Китайский Мега-Коллайдер

Китайские инженеры разработали проект 100-километрового Кругового электрон-позитронного коллайдера (CEPC). По оценкам, стоимость этого крупнейшего в мире ускорителя частиц составит 36,4 млрд юаней (5,2 млрд долларов), что значительно дешевле по сравнению с проектируемым в Европе Будущим кольцевым коллайдером (17 млрд долларов).

Внутри подземного 100-километрового туннеля CEPC будут сталкиваться электроны и их античастицы позитроны при чрезвычайно высоких энергиях. В результате образуются миллионы бозонов Хиггса, что позволит изучать эти загадочные частицы, в теории дающие массу всему сущему, с беспрецедентной точностью.

Детальные измерения бозона Хиггса могут помочь исследовать фундаментальные вопросы, выходящие за рамки Стандартной модели, такие как природа темной материи и преобладание обычной материи над антиматерией во Вселенной.

Проект CEPC будет предложен для утверждения китайскому правительству в следующем году. При одобрении строительство начнется в 2027 году и продлится около 10 лет. Многие компоненты будущего коллайдера уже тестируются на других объектах в Китае.

Отчет о техническом проектировании демонстрирует способность Китая построить ускоритель частиц CEPC с небольшой помощью иностранных экспертов. Однако для разработки детекторов коллайдера, вероятно, потребуется международное сотрудничество.

Помимо финансовых вызовов, проекту CEPC может быть сложно привлечь зарубежное финансирование из-за геополитических трений. Тем не менее, в Китае рассчитывают на международные усилия, поскольку иностранные исследователи уже принимают активное участие во многих крупных научных установках страны.

Источник: ссылка

Табак - молочник

Олигосахариды грудного молока (ОГМ) - важные биоактивные молекулы, определяющие ценность грудного молока для здоровья младенцев. Около 200 различных ОГМ способствуют формированию полезной микрофлоры кишечника, снижают риск инфекций и других заболеваний у новорожденных. Однако в современных молочных смесях обычно содержится лишь один-два вида ОГМ из-за сложности их промышленного производства.

В новом исследовании ученые из Калифорнийского университета модифицировали растение Табак Бентхама, внедрив гены для синтеза ферментов, необходимых для биосинтеза ОГМ. Генетически модифицированные растения продуцировали 11 известных типов ОГМ, включая нейтральные, фукозилированные и кислые формы. Это наибольшее разнообразие ОГМ, полученное в одном гетерологичном организме.

Исследователи оптимизировали продукцию конкретных ОГМ, таких как LNFP1, регулируя пути биосинтеза нуклеотид-сахаров. Удалось получить стабильные трансгенные линии табака с повышенным накоплением этого олигосахарида и фукозиллактозы. Очищенные из растений ОГМ проявили бифидогенную активность in vitro, сравнимую с ОГМ из грудного молока.

Техно-экономический анализ показал, что производство ОГМ в культурных растениях может быть более экономически выгодным по сравнению с микробными платформами для сложных молекул. Растения способны использовать атмосферный CO2 и легкодоступную биомассу для синтеза ценных соединений в промышленных масштабах.

Таким образом, получение ОГМ в генно-модифицированных растениях открывает перспективы для обогащения детских смесей и создания продуктов для взрослых с пребиотическими свойствами. Это позволит расширить исследования биоактивности ранее недоступных сложных ОГМ.

Биоинженерия, конечно, творит чудеса. Если бы я в школе знал, чего можно наколдовать в этой сфере, то точно бы сделал упор на биологию и химию. Как минимум сегодня я считаю, что за биотехнологиями будущее человечества.

Источник: ссылка

В 2018 году DeepMind показала AlphaFold — алгоритм машинного обучения, берущий последовательность аминокислот и реконструирующий белок, который из них получится. К 2022 году эта компания смоделировала 200 миллионов всевозможных белков для открытой базы. Некоторые из них я даже использовал в опытах с молекулярной визуализацией.

Несмотря на громкие заголовки, in silico и in vivo не одно и то же. Предсказания AlphaFold приходится тщательно проверять, но тогда машинное обучение начало серьезно менять биологию. Теперь оно, вероятно, спасет человечество как минимум от одного экзистенциального риска — бактерий, устойчивых к антибиотикам.

От таких бактерий умирает больше миллиона человек в год, к 2050 году эта цифра может достигнуть 10 миллионов. В то время как на открытие одного нового антибиотика уходит около десяти лет. Точнее, уходило.

В начале месяца биофизики рассказали, как при помощи машинного обучения проанализировали десятки тысяч микробных геномов из еще одной открытой базы данных. В результате алгоритм нашел более 800 тысяч фрагментов ДНК, которые кодируют потенциальные антимикробные соединения. Более 90% из них не были описаны прежде. Три из 100 соединений, синтезированных исследователями, действительно вылечили лабораторных мышей. Осталось проверить еще 799 900 — работы хватит на всю жизнь.

Машинное обучение позволило буквально перетряхнуть все известное микробное разнообразие в поисках нужных соединений, но самое удивительное, что мы не ограничены живущими сейчас организмами. Похожим образом антибиотики ищут, например, в иммунной системе неандертальцев.

Синтезом найденных соединений пока что занимаются люди, но Science уже пишет о создании шести автоматизированных лабораторий. Такие системы будут оперативно проверять результаты работы нейросетей. Этот подход уже используют для создания светоизлучающих материалов. Биотех и фармацевтика на очереди.

К тому же, согласно первым исследованиям, препараты, открытые ИИ, показывают 80-90% успешности на первой фазе испытаний, по сравнению с обычными 40-60%. Вероятно, по крайней мере в среднесрочной перспективе, будет открыто больше успешных терапевтических препаратов, чем во всей истории биотехнологий.

Если хотите больше годного контента — переходите в телеграм.

Беспилотный электробус в России

В Иннополисе запущен тестовый маршрут протяженностью 3 км для беспилотного электробуса Echie, оснащенного системой автономного управления российской разработки. Маршрут соединяет Университет Иннополис, Иннопарк и Технопарк им. Попова.

Электробус, модифицированный инженерами из стартапа "Автономные робототехнические системы" и Центра беспилотных технологий университета, может перевозить до 10 пассажиров. Он оборудован системами кондиционирования и подогрева.

Для обеспечения безопасности в тестовом режиме присутствует оператор, который может реагировать на нештатные ситуации. Максимальная скорость движения ограничена 10 км/ч, а программа работает в режиме "пропускать всех".

Беспилотник оснащен тремя лидарами, сканирующими пространство на расстоянии до 150 м с обработкой данных алгоритмами компьютерного зрения. Также используются ультразвуковые датчики для "слепой зоны", радар для плохой видимости и камера для распознавания дорожной инфраструктуры. Движение осуществляется по заранее размеченному маршруту HD-карты.

Целью тестирования является накопление 500 км пробега в беспилотном режиме без сбоев и инцидентов в различных условиях. В дальнейших планах - обновление навигационного модуля, внедрение системы диспетчеризации, экономия топлива и отказ от услуг водителей.

Ранее в Иннополисе уже проводились испытания беспилотных такси Яндекса, выполнивших более 40 тысяч поездок к сентябрю 2022 года. В феврале 2024 года правительство РФ одобрило экспериментальный режим для тестирования доставки грузов беспилотными летательными аппаратами весом до 10 кг.

Уфф, звучит конечно классно, жаль только что все эти передовые технологии вряд ли в даже в перспективе на 5-10 лет придут в нашу с вами жизнь. Проблема в том, что Иннополис изначально является благоприятной средой для такого транспорта, в городах же всё иначе, там огромный человеческий фактор водителей, который просто нереально учесть. Лично мне кажется, чтобы ввести беспилотный транспорт, необходимо, чтобы весь транспорт в городской среде как-то регулировался централизованной системой, тогда это будет безопасно и безотказно работать, может даже и проблему пробок решит. Но готовы ли вечно торопящиеся и нарушающие ПДД индивиды мириться с таким равенством.

Источник: ссылка

_____________________________________________________________________________________

Беспилотный ИИ трактор

Что ж, на этом отечественные прорывы в сфере беспилотников не закончились.

Компания Cognitive Pilot, ведущий российский разработчик систем искусственного интеллекта для беспилотной сельхозтехники, представила на выставке "Золотая Нива 2024" первый в мире полностью автономный роботизированный мини-трактор. Это промышленный образец, созданный полностью с нуля и выпущенный на фабрике компании в Томске.

Уникальная особенность трактора - полное отсутствие кабины для оператора. Он оснащен различными датчиками и способен самостоятельно выполнять все основные сельскохозяйственные операции с помощью навесного оборудования: сев, культивацию, боронование, вспашку, опрыскивание и другие работы.

Встроенная система искусственного интеллекта позволяет трактору избегать столкновений, точно следовать заданным траекториям, в том числе при обработке рядковых культур и внесении средств защиты растений с учетом визуального положения растений. Робот также может собирать и анализировать данные для мониторинга состояния растений и почвы.

Программное обеспечение обеспечивает передачу владельцу в реальном времени информации о состоянии техники и выполняемых работах. Компактные размеры и отсутствие сложных узлов, подверженных поломкам, снижают риск технических сбоев и облегчают транспортировку трактора.

Мощность робота составляет 30 л.с., масса - 970 кг, скорость - от 5 до 20 км/ч. Возможность круглосуточной работы и группового использования обеспечивает высокую производительность. Серийное производство планируется начать в 2025 году.

Разработка беспилотного трактора с применением нейросетевых технологий, по словам директора кластера "Сколково" Натальи Чернышевой, позволит решить ряд важных проблем в сельском хозяйстве, в том числе дефицит кадров механизаторов.

Исходя из того, что у нас в стране работодатели жлобятся лишнюю копейку заплатить, то очень сомневаюсь что они захотят потратиться на такую явно не дешёвую машину, пускай даже которая будет себя отрабатывать круглые сутки. В целом то и неплохое решение, только вот наверно его увеличить придётся раз так в 5, чтобы он хоть немного стал по производительности на уровне промышленных машин.

Источник: ссылка

________________________________________________________________________________________

Робо-водоросли против рака

В Калифорнийском университете в Сан-Диего разработали инновационную систему доставки лекарств против рака - микророботы на основе водорослей. Эти микророботы способны активно плавать в легких и доставлять противораковые препараты непосредственно к метастазам.

Микророботы представляют собой клетки зеленой водоросли Chlamydomonas reinhardtii, к которым присоединены наночастицы, загруженные химиотерапевтическим средством доксорубицином. Наночастицы состоят из биоразлагаемого полимера ПЛГА, покрытого мембраной эритроцитов. Мембрана защищает наночастицы от иммунной системы, продлевая их циркуляцию в легких.

В экспериментах на мышах с метастазами меланомы в легких микророботы вводили интратрахеально через трубку. Движение водорослей позволяло эффективно распределить препарат в глубоких тканях легкого. Благодаря этому, а также замедленному выведению микророботов макрофагами, удавалось добиться более высокой концентрации лекарства в опухолях по сравнению со свободным препаратом или наночастицами без водорослей.

Лечение микророботами значительно подавляло рост метастазов и увеличивало медиану выживаемости мышей до 37 дней против 27 дней в контрольных группах. При этом не наблюдалось существенной токсичности для здоровых органов. Учёные считают, что их плавающие микророботы на основе водорослей являются перспективной системой доставки лекарств при метастатическом раке легкого.

Честно говоря, в том виде, в котором метод лечения есть, вряд ли дойдёт до реального применения, так как такая терапия, в прочем как и химиотерапия, очень сильно зависит от иммунитета самого больного. Но сам принцип с технической точки зрения достаточно интересен. Может, если его как-то доработать и получится что-то.

Источник: ссылка

________________________________________________________________________________________

Вечный резонатор

Исследователи из Делфтского технологического университета (TU Delft) и Университета Брауна разработали уникальные нанорезонаторы в виде струн, которые обладают рекордными механическими характеристиками при комнатной температуре. Эти наноструны способны вибрировать на протяжении длительного времени, сохраняя энергию колебаний и минимизируя ее утечку.

Механический коэффициент качества (quality factor) характеризует, насколько долго вибрирующий объект может сохранять энергию колебаний. Разработанные наноструны демонстрируют самые высокие значения этого показателя среди всех известных твердотельных объектов, закрепленных на чипе, при комнатной температуре. Для сравнения, авторы приводят аналогию с качелями, которые могли бы раскачиваться почти 100 лет, не теряя энергию.

Наноструны имеют длину 3 сантиметра и толщину 70 нанометров. Их тонкая и длинная структура, подвешенная на микрочипе, становится возможной благодаря эффектам наномасштаба, где влияние силы тяжести иное, чем в макромире. Такие экстремальные конструкции нереализуемы в обычных масштабах, но они полезны для создания миниатюрных датчиков физических величин, таких как давление, температура, ускорение и магнитные поля.

Ключевым фактором в разработке нанострун стало использование алгоритмов машинного обучения для оптимизации их конструкции путем моделирования, без необходимости изготавливать множество прототипов. Виртуальные эксперименты продемонстрировали исключительное совпадение с реальными результатами, позволяя эффективно проектировать эти сложные структуры.

Способность нанострун эффективно изолировать себя от внешних вибраций и шумов делает их перспективными для применения в качестве высокочувствительных датчиков при комнатной температуре. Это открывает новые возможности в области вибрационных сенсоров и интеграции с существующей микроэлектроникой.

Хочу так же отметить, что если учёным удалось обмануть гравитацию, грубо говоря, отключив её влияние, то от вакуума, я думаю, 100% никуда не деться, и он здесь явно нужен, что делает систему сложнее. Но вопрос решается использованием внутри какой-нибудь запаянной колбы.

Источник: ссылка

________________________________________________________________________________________

Органоид мозга с защитой

Органоиды представляют собой крошечные трехмерные структуры, которые имитируют процессы формирования органов и тканей человеческого тела. Ученым из Детской больницы Цинциннати удалось вырастить первые в мире органоиды, воспроизводящие функциональный гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) - особую систему кровеносных сосудов, защищающую головной мозг.

ГЭБ - это плотный слой клеток, выстилающий сосуды и фильтрующий вещества, поступающие в мозг из кровотока. Он пропускает необходимые питательные вещества, но блокирует проникновение потенциально вредных соединений, токсинов и патогенов. Однако та же барьерная функция препятствует доставке в мозг многих лекарственных препаратов.

Полученные органоиды, названные "ассемблоидами", состоят из двух типов структур, имитирующих развитие мозговой ткани и кровеносных сосудов. За месяц эти отдельные органоиды сливаются в единый шарик диаметром около 4 мм. Созревая, ассемблоиды воспроизводят сложные взаимодействия между развивающимися клетками мозга и сосудистой системы.

Важно, что ассемблоиды можно выращивать из стволовых клеток здоровых людей или пациентов с заболеваниями мозга. Это позволяет моделировать нарушения ГЭБ, связанные с генетическими вариантами и патологиями.

Ученые продемонстрировали работоспособность ассемблоидов на примере кавернозной мальформации - редкого заболевания с нарушением целостности ГЭБ и образованием аномальных сосудистых скоплений в мозге. Выращенные из клеток пациентов ассемблоиды точно воспроизвели патологические особенности этого состояния.

Перспективные применения ассемблоидов включают персонализированный подбор препаратов, моделирование неврологических расстройств, ускоренный скрининг кандидатных лекарств на способность преодолевать ГЭБ, тестирование токсичности веществ и разработку иммунотерапии для лечения нейровоспалительных и нейродегенеративных заболеваний. По словам учёных, эта модельная система обещает ускорить изучение и лечение широкого спектра нарушений мозга.

У меня уже было достаточно много выпусков с органоидами, и в целом такая технология обычно применяется для забора материала у пациента, создания копий участков его органов, отработки и подбора наилучшего метода лечения.

Источник: ссылка

________________________________________________________________________________________

Охлаждающая плёнка на окна

Исследователи из Института микроструктурных технологий и Института светотехнологий Карлсруэского технологического института (KIT) разработали тонкую полимерную пленку с микропирамидной поверхностной структурой, где размер пирамид составляет около 10 мкм. Эта пленка предназначена для нанесения на обычное стекло и одновременно решает несколько проблем традиционного прозрачного остекления:

Рассеивает 73% падающего света, создавая равномерное, комфортное освещение без бликов.

Обеспечивает высокую общую прозрачность 95% в видимом диапазоне.

Благодаря микропирамидной структуре имеет высокий коэффициент излучения 0,98 в ИК-диапазоне 8-13 мкм, позволяя эффективно излучать тепло для пассивного охлаждения.

Супергидрофобная поверхность обладает самоочищающимися свойствами во время дождя или выпадения росы.

Пленка изготовлена из доступных полимеров, что делает ее перспективной для массового производства по конкурентной цене. В испытаниях температура внутри помещения со стеклом, покрытым этой пленкой, была на 6°C ниже наружной. Рассеянный свет также увеличил эффективность фотосинтеза растений примерно на 9%.

Сочетая эти свойства, разработанная в KIT полимерная пленка обеспечивает комфортное освещение, энергоэффективность и требует минимального обслуживания, являясь многообещающим решением для "зеленого" строительства.

Конечно, можно подумать, что это может быть обычная плёнка, подобно тем, которые иногда клеят на окна для создания непрозрачности. Но тут всё-таки ключевой момент – это скорее отражение именно инфракрасного излучения, для снижения нагрева внутреннего помещения, при общей проницаемости видимого света. Я бы лично хотел попробовать у себя такую плёнку. Минусы тоже несомненно имеются, во-первых, заклеенное окно нельзя сделать прозрачным, и второе, это сомнительная долговечность самого соединения с окном, всё-таки плёнка клеится с уличной стороны и постоянно подвержена внешним воздействиям.

Источник: ссылка

________________________________________________________________________________________

Коммерческие био-процессоры

Компания Final Spark из Швейцарии разработала Neuroplatform - первую в мире платформу для биологических вычислений. Она использует органоиды человеческого мозга - миниатюрные лабораторные версии органов - вместо кремниевых чипов.

В платформе задействованы многоэлектродные матрицы (МЭМ) с 3х-мерными тканями мозга. Каждая МЭМ содержит 4 органоида, взаимодействующих с 8 электродами. Электроды выполняют двойную функцию - стимулируют ткани и записывают результаты обработки данных через цифро-аналоговые (ЦАП) и аналого-цифровые (АЦП) преобразователи с разрешением 16 бит и частотой 30 кГц.

Для жизнеобеспечения органоидов используется микрофлюидная система, а камеры контролируют их состояние. Разработчики оптимизировали системы МЭМ, чтобы продлить жизнеспособность органоидов до 100 дней.

По утверждению Final Spark, органоиды потребляют в миллион раз меньше энергии по сравнению с кремниевыми аналогами при выполнении вычислений. Технология может значительно снизить энергозатраты на сложные задачи искусственного интеллекта.

Доступ к Neuroplatform предоставлен некоторым исследовательским группам бесплатно, для остальных стоимость составляет $500 в месяц.

Да, конечно, не дешёвое удовольствие, но такой подход мне нравится. Я вообще считаю, что технологии должны биологизироваться, такого слова наверное и нет вовсе, но думаю смысл понятен.

Да и цена со временем станет доступнее, ведь это всё-таки на данный момент больше платформа для прямо специалистов в этой области, для различных исследований, нежели общедоступный инструмент.

Источник: ссылка

________________________________________________________________________________________

Шестой палец на руку

Исследователи из Кембриджского университета разработали "Третий большой палец" - роботизированный протез в виде дополнительного пальца на руке. Устройство призвано расширить моторные возможности человека, облегчая выполнение задач одной рукой.

"Третий палец" крепится на противоположной от большого пальца стороне ладони. Он управляется с помощью датчиков давления под большими пальцами ног. Нажатие правой ногой перемещает протез поперек ладони, левой - вверх к остальным пальцам. Степень перемещения пропорциональна силе нажатия.

В ходе тестирования 596 участников разного возраста и из разных демографических групп выполняли задачи по перекладыванию предметов с использованием "Третьего пальца". Почти все (98%) смогли освоить управление протезом в течение первой минуты использования.

Стоит отметить, что способность пользоваться устройством не зависела от пола или профессиональной сферы участников. Однако дети младше 10 лет и пожилые люди всё же справлялись хуже остальных.

Разработчики отмечают важность инклюзивного дизайна таких технологий для обеспечения их доступности широкому кругу пользователей вне зависимости от возраста, пола, особенностей развития и других факторов.

На данный момент "Третий палец" является прототипом, но ученые планируют продолжить работу над совершенствованием технологии для создания полноценного протеза.

Выглядит это конечно забавно и со стороны кажется, что сложно управлять, но в принципе, если представить управление на себе, то вроде как легко адаптироваться. Но вопрос лишь в том, нужен ли он вообще. Да, вероятно от него будет польза в каких-то специфических задачах, но попробуйте представить себе носить такую штуку постоянно, да ещё надо и обувь наверное носить, чтобы на датчики пальцами ног нажимать. При ходьбе такой палец тоже бесполезен, так как работать не будет. Поэтому пригодится он лишь для людей, у которых есть явные проблемы с моторикой, либо отсутствием полного комплекта пальцев.

Источник: ссылка

________________________________________________________________________________________

Самая тонкая квантовая линза

Учеными из Университета Амстердама и Стэнфордского университета была создана уникальная линза, представляющая собой всего лишь один слой атомов толщиной 0,6 нм. Вместо привычного изогнутого дизайна, новая линза является плоской и использует квантовые эффекты для фокусировки света.

Линза изготовлена из монослоя дисульфида вольфрама (WS2) и состоит из концентрических колец, которые фокусируют свет методом дифракции, а не преломления, как обычные линзы. Размер и расстояние между кольцами определяют фокусное расстояние, в данном случае - 1 мм для красного света.

Ключевой особенностью является то, что эффективность фокусировки линзы зависит от квантовых эффектов в WS2. Когда материал поглощает свет, он переводит электрон на более высокий энергетический уровень. Из-за крайне тонкой структуры электрон и образовавшаяся "дырка" остаются связанными электростатическим притяжением, формируя так называемый экситон. Экситоны быстро исчезают, когда электрон и дырка рекомбинируют, испуская свет определенной длины волны. Именно этот переизлученный свет и обеспечивает эффективность линзы.

Ученые зафиксировали пик эффективности фокусировки на длинах волн, соответствующих свету, испускаемому экситонами. При охлаждении эффективность линзы даже возрастала из-за подавления рассеяния экситонов на фононах.

Уникальность линзы также в том, что в то время как часть света фокусируется, большая часть проходит сквозь материал без изменений. Это открывает новые возможности для использования в очках дополненной реальности, где важно не загораживать обзор, но перенаправить часть света для сбора данных.

Исследователи планируют создавать более сложные многофункциональные оптические покрытия с возможностью электрического управления фокусировкой за счет изменения плотности заряда и показателя преломления в WS2. Работа демонстрирует потенциал квантовой оптики на основе двумерных материалов.

Что ж, я конечно не обладаю нужными знаниями, чтобы сказать где и как это можно будет применять. Скорее всего, в каких-то датчиках, камерах, фотонных процессорах или же вообще в квантовых компьютерах. Но мне кажется, что у данной технологии явно есть перспективы.

Источник: ссылка