Technologia

Nowinki techniczne

Numer 1/2018

Rakiety na dachu

Co jakiś czas słyszymy o tragicznych skutkach wybuchów bomb domowej roboty umieszczonych na drogach Afganistanu czy Iraku. Pojazdy wojskowe są w zasadzie wyposażone na takie sytuacje w odpowiednie osłony, także od spodu, ale często to nie wystarcza. Eksplozja generuje bowiem silną falę uderzeniową skierowaną ku górze, która może wyrzucić ciężki pojazd nawet na wysokość kilku metrów. Przebywający wewnątrz żołnierze są poddani olbrzymim przeciążeniom i zazwyczaj doznają uszkodzeń kręgosłupa oraz naczyń krwionośnych. Przeciążenia działają też negatywnie na delikatne organy wewnętrzne, takie jak płuca czy wątroba.

Skoro siła działa ku górze, coś powinno ją zrównoważyć. Ostatnio inżynierowie z Wielkiej Brytanii skonstruowali pojazd, który na dachu ma 50 silników rakietowych. Uruchamiają się one w ciągu 3 ms od wykrycia przez czujniki eksplozji pod pojazdem i przeciwdziałają uniesieniu się samochodu, pchając go w dół. Efektowny film z testów można obejrzeć pod adresem https://www.youtube.com/watch?v=taZtM2RGeHE.

Sztuczne mięśnie dla robota

Konstruktorzy coraz częściej tworzą roboty wykonane z materiałów miękkich, łatwych do modyfikacji. Służą one do wykonywania zadań, w których istotne są giętkość i możliwość dopasowania się. Niestety, osiąga się to kosztem wytrzymałości. Dlatego też inżynierowie z Wyss Institute przy Harvard University wspólnie z badaczami z MIT skupili się na stworzeniu sztucznych mięśni, które mogłyby dać robotom moc. Zainspirowała ich dalekowschodnia sztuka origami, pozwalająca na tworzenie niesamowitych struktur ze zwykłej kartki papieru.

Szkielet konstrukcji może być wykonany z metalowej sprężynki albo z odpowiednio poskładanego arkusza plastiku. Jest on zamknięty w odpowiedniej obudowie, która pełni funkcję skóry. Całość wypełnia powietrze albo ciecz. Sterowanie takim sztucznym mięśniem odbywa się dzięki podciśnieniu powodującemu odessanie powietrza lub cieczy, czego efektem jest odpowiedni ruch.

Stworzenie takiego mięśnia trwa bardzo krótko, a całość kosztuje mniej niż 1 dol. Konstrukcja pozwala np. na podniesienie obiektu o masie 1000 razy większej niż masa samego mięśnia. Film demonstrujący wynalazek można obejrzeć tu: https:// wyss.harvard.edu/artificial-muscles-give-soft-robots-superpowers/. Zespół planuje teraz wykonanie sztucznego mięśnia, który będzie naśladował trąbę słonia.

Awatary pomagają w leczeniu schizofrenii

Schizofrenia jest jednym z powszechnie występujących schorzeń psychicznych. W jej przebiegu dość często pojawiają się omamy, głosy komentujące myśli pacjenta lub dyskutujące z jego myślami. Co ważne, głosy te są bezosobowe, niejako zawieszone w próżni. Obecność takich objawów w dużym stopniu może upośledzać życie chorego, powodując poważne kłopoty w życiu codziennym oraz komunikacji z innymi ludźmi.

Zespół psychiatrów z londyńskiego King’s College postanowił wdrożyć nowatorską terapię, polegającą na tym, że pacjent zostaje skonfrontowany z lęgnącymi się w jego głowie głosami, które uzyskują konkretną postać – komputerowego awatara. Awatar taki jest tworzony przez pacjenta wspólnie z terapeutą jeszcze przed rozpoczęciem terapii. Dopasowane zostają też brzmienie głosu oraz oczywiście sam przekaz. Szef zespołu prof. Tom Craig twierdzi, że 50-minutowe sesje dyskusji z awatarem skutkują w krótkim czasie ustąpieniem albo zdecydowanym ograniczeniem halucynacji. Wyniki badań na grupie 150 osób (podzielonej na grupę badaną i kontrolną), opublikowane w piśmie „Lancet Psychiatry”, spotkały się z dużym oddźwiękiem w środowisku psychiatrów. Dają one dużą nadzieję milionom ludzi, którzy cierpią na schizofrenię połączoną z omamami słuchowymi.

Sinica robotem

Od dłuższego czasu wynalazcy pracują nad stworzeniem nanobotów dostarczających leki w konkretne miejsca organizmu. Niedawno poinformowano, że jeden z zespołów zajmujących się inżynierią materiałową uzyskał ciekawe wyniki, podchodząc do tematu w sposób niestandardowy. Naukowcy pod kierunkiem So Li Zhanga (Uniwersytet w Hongkongu) postanowili wykorzystać w swoich badaniach spirulinę, przedstawicielkę sinic, znaną dotychczas głównie z zastosowania w dietetyce oraz jako pokarm dla rybek (zawiera 70% białka). Spirulina wygląda jak mikroskopijna zielona sprężynka. Naukowcy pokryli ją bardzo cienką warstwą nanocząstek tlenku żelaza, po czym wykorzystali skaner magnetycznego rezonansu jądrowego, by śledzić jej podróż wewnątrz ciała. Tak przygotowana spirulina jest biokompatybilna. Rozpada się w organizmie do jednego dnia (w zależności od grubości warstwy nanocząstek). Większości zdrowych komórek nie uszkadza. Niszczy jednak 90% komórek rakowych (wynik badania na szalce po 48 godz.) i wydaje się, że odpowiadają za to wydzielane przez nią toksyczne substancje.

Na razie prace są na etapie wstępnym – zespół planuje przygotowanie techniki przenoszenia ładunku (np. konkretnych leków) przez te mikroorganizmy. Zhang uważa, że uda się to w ciągu 10 lat.

Smartfon ładowany światłem

Idea nie jest nowa. Wiemy, jak wykorzystać do ładowania akumulatora światło słoneczne. Ale klasyczne panele oparte na krzemie muszą być wystawione na bezpośrednie działanie słońca w bezchmurny dzień. Światło dzienne, np. w mieszkaniu, absolutnie nie wystarcza. Dr Sadok Ben Dkhil z Dracula Technologies opracował więc metodę wytwarzania przewodzącego tworzywa sztucznego, które niezwykle efektywnie wychwytuje szeroki zakres długości fal i przetwarza je na energię elektryczną. Element fotowoltaiczny składa się z pięciu warstw nadrukowanych bezpośrednio jedna na drugą. Środkową stanowi fotoaktywny polimer stworzony przez Bena Dkhila. Ponieważ całość może być bezbarwna, mogłaby – po nałożeniu na ekran – dodatkowo działać jak folia ochronna. Na razie wydajność wynalazku nie wystarcza do szybkiego naładowania smartfona w pomieszczeniu, ale twórca zapewnia, że podniesienie sprawności jest kwestią kilku miesięcy.

Implant słuchowy z laserem

Coraz więcej ludzi na świecie ma kłopoty ze słuchem. Są co prawda dostępne aparaty słuchowe, ale w przypadkach obustronnej głuchoty albo głębokiego niedosłuchu rozwiązanie to nie wystarcza. W takiej sytuacji specjaliści zazwyczaj proponują wszczepienie implantu ślimakowego. Składa się on z dwóch elementów: zewnętrznego, przetwarzającego sygnały akustyczne w elektryczne, oraz wewnętrznego, z elektrodą pobudzającą bezpośrednio nerw słuchowy.

Teraz zespół specjalistów z Centre Suisse d’Électronique et de Microtechnique (CSEM) opracował zupełnie nową wersję implantu, wykorzystując fakt, że nerw słuchowy można stymulować pulsacyjnym światłem podczerwonym. Występujący tu mechanizm nie jest dokładnie poznany, ale podejrzewa się, że tego typu impulsy chwilowo podgrzewają cząsteczki wody w komórkach, co powoduje powstanie fal uderzeniowych, wywierających podobne efekty jak fale dźwiękowe. One następnie poruszają włoskami słuchowymi.

Promieniowanie podczerwone jest emitowane przez niewielki laser, który ma być montowany w wewnętrznym elemencie implantu ślimakowego. Da to większą efektywność transmisji dźwięku do nerwu słuchowego. Obecnie trwają prace nad zminimalizowaniem pobieranej przez urządzenie energii i wydłużeniem czasu pracy baterii.

01.01.2018 Numer 1/2018

Czytaj także

Reklama
Reklama