Technologia

Nowinki techniczne

Numer 11/2020
Płyta ­komputerowa ze sztucznymi neuronami. Płyta ­komputerowa ze sztucznymi neuronami. Intel Corp.
Mikrobiom jelitowy (zielony).Shutterstock Mikrobiom jelitowy (zielony).
Komórki nerwowe na powierzchni mikrorobotów. Niebieskie – ciała neuronów, zielone – wypustki neuronalne.HongSoo Choi/DGIST-ETH Microbiotics Research Center Komórki nerwowe na powierzchni mikrorobotów. Niebieskie – ciała neuronów, zielone – wypustki neuronalne.
Institute of Industrial Science/University of Tokyo
Fala świetlna ­padająca na grafen (wizja artystyczna).U.S. Army Fala świetlna ­padająca na grafen (wizja artystyczna).
Purdue University

50 mln sztucznych neuronów

Z siedziby Intel Corporation w Portland (USA) do Sandia National Laboratories w Albuquerque (również USA) dostarczono imponującą liczbę 50 mln sztucznych neuronów, które posłużą do badań nad sztuczną inteligencją. Jest to liczba neuronów równoważna mózgowi niewielkiego ssaka. Inżynieria neuromorficzna to koncepcja, którą zaczęto rozwijać teoretycznie pod koniec lat 80. XX w. Dziś można już eksperymentalnie sprawdzić ją w praktyce. Tak rozległa sieć ma być wykorzystana m.in. do badań nad systemami samouczącymi się (machine learning systems). Komputery neuromorficzne działają zupełnie inaczej niż zwykłe. Mówiąc popularnie, nie liczą, ale raczej szacują wyniki, a więc funkcjonują podobnie jak mózgi ludzkie. Naukowcy zapowiadają, że będą rozwijać ten system. Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, zamierzają rozszerzyć go nawet do miliarda sztucznych neuronów.

Kapsułka na próbki mikrobiomu jelitowego

Naukowcy poświęcają dużo uwagi mikrobiomowi obecnemu w ludzkich jelitach. Ich badania pozwalają na prognozowanie chorób, ale także na leczenie już istniejących schorzeń. W tego typu sytuacjach istotne jest dobre poznanie bakterii jelitowych. Można oczywiście pobrać próbki metodą endoskopową, ale bywa ona dość obciążająca, szczególnie w przypadku starszych pacjentów. W sytuacji błędu może też dojść do perforacji jelita i sepsy. Dlatego poszukiwane są bezpieczniejsze metody pozyskiwania materiału do badania. W czasopiśmie „ACS Nano” ukazał się artykuł prezentujący nowatorską technikę. Wykorzystano tutaj reakcję polimeryzacji, która pozwala na uwięzienie w matrycy żelowej napotkanych w jelitach bakterii. Użyto do tego polimerów akrylowych, przy czym aktywacja procesu tworzenia polimeru następuje dopiero po określonym czasie. Kapsułka ma otoczkę, dzięki czemu bez zniszczenia przechodzi przez żołądek i rozpoczyna działanie dopiero w jelicie. Uzyskane próbki poddawano analizie metodą sekwencjonowania rRNA, co pozwoliło na jednoznaczną identyfikację przechwyconych bakterii jelitowych. Opracowana nieinwazyjna metoda pozwoli na lepsze zrozumienie mikrobiomu, a co za tym idzie – pomoże w diagnostyce i terapii chorób układu trawiennego.

Mikrorobot może naprawiać nerwy

Zespół naukowców i inżynierów z Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology w Korei Południowej, pracujący pod kierownictwem Eunhee Kima oraz Hongsoo Choia, zaprezentował na łamach „Science Advances” zupełnie nową technologię, mogącą stać się przełomem w naprawie uszkodzonych połączeń nerwowych u ludzi. Otóż stworzono niewielkie (0,3 mm długości) roboty z biegnącymi wzdłuż nich rowkami o szerokości 5 µm, które zawierały mniej więcej po 100 szczurzych neuronów. W ten sposób stworzono elementy przewodzące sygnały nerwowe. Położenie robota zmieniano za pomocą wirującego pola magnetycznego. Okazało się, że roboty mogą połączyć oddzielne skupiska komórek nerwowych i przewodzić między nimi sygnały. Jest to ważny krok na drodze do naprawy uszkodzeń nerwów u ludzi.

Papierowy czujnik poziomu glukozy

Japońscy naukowcy zademonstrowali niewielki czujnik pozwalający m.in. bezboleśnie monitorować poziom glukozy u osób zagrożonych cukrzycą. Sensor stworzony na bazie papieru wyposażony jest w matrycę mikrometrowych igieł, które bez problemu wnikają w skórę bez naruszania nerwów czuciowych. Mikroigły otrzymuje się ze stopionej mieszaniny biodegradowalnego tworzywa sztucznego oraz soli. Taki surowiec wylewany jest na tacę pełną stożkowatych wgłębień. Gdy zastygnie, sól zostaje wypłukana, a igły stają się porowate i dzięki temu może w nie wsiąknąć płyn tkankowy, zawierający wiele biomarkerów, analizowanych w kolejnym etapie przez czujnik umieszczony na papierze. W tym przypadku Japończycy analizowali poziom glukozy, ale w przyszłości rozszerzą badania na inne biomarkery.

Czujnik mikrofal

Armia USA sporo inwestuje w prace badawczo- -rozwojowe. Większość z nich ma charakter tajny, ale czasami informacje o nich zostają ujawnione. Tak jest i w tym przypadku – bolometru do pomiaru energii promieniowania mikrofalowego. Urządzenia tego typu znane są co prawda od ponad wieku, ale to najnowsze ma czułość 100 tys. razy większą niż dotychczasowe. Nic czulszego nie da się skonstruować, ponieważ amerykański sensor wykrywa pojedyncze fotony o energii w zakresie promieniowania mikrofalowego. Sercem czujnika jest grafen pochłaniający fotony, a minimalną zmianę temperatury wykrywa nadprzewodzące złącze Josephsona. Bolometry tego typu mogą znacząco udoskonalić działanie takich urządzeń jak radary, noktowizory, lidary (czyli radary posługujące się światłem laserowym), a także znaleźć zastosowanie w systemach komunikacyjnych czy w badaniach polegających na poszukiwaniu ciemnej materii.

Papierowa klawiatura

Na rynku od jakiegoś czasu są dostępne elastyczne klawiatury, które można po pracy zwinąć i włożyć do torby. Teraz inżynierowie poszli o krok dalej. Zespół badaczy z Purdue University w West Lafayette (USA) przedstawił właśnie technologię umożliwiającą druk klawiatury na dowolnym kawałku papieru albo tektury. Co więcej, taka klawiatura jest wodoodporna, a do tego nie wymaga zasilania. Wykorzystuje się tutaj zjawisko tryboelektryczne, czyli generowania ładunku elektrycznego poprzez tarcie, będące podstawą działania TENG – tryboelektrycznego nanogeneratora. Mamy więc tu do czynienia z prostym przetworzeniem energii mechanicznej w elektryczną. Sygnał z klawiatury jest przesyłany do laptopa czy innego urządzenia za pomocą technologii Bluetooth. Co ważne, koszt zmiany zwykłej kartki papieru w funkcjonalną klawiaturę może wynieść mniej niż ćwierć dolara, czyli niecałą złotówkę.

01.11.2020 Numer 11/2020

Czytaj także

Reklama
Reklama