Neuroinženjeri švicarske Ecole Polytechnique Federale de Lausannnei (EPFL) razvili su uređaj koji ljudima s amputiranim udovima omogućava da osjete toplinu u fantomskoj ruci. Tkozvani MiniTouch je nosivi uređaj koji se sastoji od malog senzora postavljenog na protetski prst osobe s amputacijom i elektroda koje oponašaju osjete na ostatku ruke.

Elektrode na amputiranoj ruci mogu prenijeti temperaturu predmeta koji dodiruje senzor za prste. Ovaj izum mogla omogućiti ugradnju tehnologije za mjerenje temperature u protetske udove, bez potrebe za invazivnom tehnologijom. 

MiniTouch koristi informacije o svojstvima provodljivosti topline predmeta kako bi odredio koliko je vruć ili hladan. Istraživači su otkrili da mala područja kože na amputiranoj ruci mogu projicirati temperaturne osjete na određene dijelove fantomske ruke, poput palca ili vrha kažiprsta.

Također su otkrili da su ti temperaturni osjećaji između zaostale ruke i projicirane fantomske ruke jedinstveni za svakog pacijenta, a o svojim otkrićima izvijestili su u časopisu Science.

Implantat vraća sposobnost hodanja

Ubrzo nakon ove vijesti, iz EPFL-a je stigla i druga, još veća: "Stvorili smo bežično sučelje između mozga i leđne moždine pomoću tehnologije sučelja mozak-računalo koja misao pretvara u akciju", pohvalili su se tamošnji istraživači nakon što je pacijent s paralizom ruku i nogu mogao prirodno stajati i hodati zahvaljujući implantatu koji uspostavlja komunikaciju između mozga i leđne moždine.

Njihovo sučelje dokazano poboljšava neurološki oporavak, a pacijent je mogao hodati sa štakama čak i kada je implantat bio isključen. Rješenje se sastoji od implantiranog sustava za snimanje i stimulaciju koji povezuje regije mozga i leđne moždine uključene u hodanje. Uspješno se kalibrira u roku od nekoliko minuta i ostaje pouzdan i stabilan više od godinu dana.

Sustav omogućuje prirodnu kontrolu nad pokretima pacijentovih nogu kako bi stajao, hodao, penjao se stepenicama, pa čak i prelazio složene terene. Štoviše, neurorehabilitacija podržana BSI-jem poboljšala je neurološki oporavak i pacijent je ponovno stekao sposobnost hodanja sa štakama čak i kada je BSI bio isključen.

E-koža za komunikaciju s mozgom

Mehanoreceptori u ljudskoj koži mogu osjetiti težinu leptira, toplinu plamena ili hladnog pića, razumjeti je li ruka podignuta u šaku ili znak mira i nježnim dodirom očitati puls. Dosad su osmišljeni različiti oblici umjetne elektroničke kože koji oponašaju osjetila, ali sve dosad nisu postojali materijali nalik koži koji bi izravno "razgovarali" s mozgom.

No sad su istraživači Sveučilišta Stanford proizveli meke integrirane sklopove koji osjetilni tlak ili temperaturu pretvaraju u električne signale nalik živčanim impulsima za komunikaciju s mozgom. 

Na prototipu, opisanom u Stanford Nano Shared Facilities (SNSF) , istraživači su radili pune tri godine da bi dobili e-kožu koja radi na samo 5 volti i može detektirati podražaje slične pravoj koži. Oni su izumili troslojnu dielektričnu strukturu koja povećava mobilnost nositelja električnog naboja za 30 puta u usporedbi s jednoslojnim dielektrikom, omogućujući krugovima rad na niskom naponu.

U svaki sloj integrirane su mreže organskih nanostruktura koje prenose električne signale čak i kada su rastegnute. Te se mreže mogu projektirati tako da očituju tlak, temperaturu, napetost i kemikalije.

Flaster za praćenje zdravlja

Istraživači sa Sveučilišta Monash razvili su novi ultratanki kožni flaster s nanotehnologijom koja može pratiti 11 signala ljudskog zdravlja. Koristeći specijalizirane algoritme, personalizirana tehnologija umjetne inteligencije sada može razdvojiti višestruke tjelesne signale, razumjeti ih i donijeti odluku što dalje. Istraživanje, objavljeno u časopisu Nature Nanotechnology, moglo bi promijeniti način na koji pružamo zdravstvenu skrb na daljinu.

Troslojni ultratanki flaster nosi se na vratu i mjeri govor, pokrete vrata i dodir te disanje i otkucaje srca uz pomoć novorazvijene neuronske mreže Deep Hybrid-Spectro koja automatski nadzire više biometrijskih podataka iz jednog signala. Senzor je izrađen od laminirane platine, okomito poredanih zlatnih nanožica i perkoliranog sloja zlatnih nanožica.

Kosa otkriva kardiovaskularne bolesti

Nova studija Sveučilišta Erasmus u Rotterdamu otkriva da razina glukokortikoida, steroidnih hormona koji se luče kao odgovor na stres, prisutna u kosi pojedinaca može ukazivati ​​na to tko će u budućnosti patiti od kardiovaskularnih bolesti (KVB), javlja Europska udruga za proučavanje pretilosti. 

Prethodne studije su otkrile da hormoni stresa kortizol i kortizon utječu na tjelesni metabolizam i distribuciju masti. Međutim, dosad nije bilo provedeno mnogo istraživanja o tim razinama hormona stresa i njihovom učinku na dugoročne ishode kardiovaskularnih bolesti. Rezultati ovog istraživanja pokazali su da ljudi s višom dugotrajnom razinom kortizona imaju dvostruko veću vjerojatnost  moždanog ili srčanog udara.

Istraživači vjeruju da bi se analiza kose u konačnici mogla pokazati korisnom kao test rizika od razvoja kardiovaskularnih bolesti te da bi djelovanje na učinke hormona stresa u tijelu moglo postati nova meta liječenja. 

Satelit od magnolije

Japanski istraživači dovršili su testiranje i zaključili kako bi drva magnolije mogao biti izvrstan materijal za izradu satelita. Projekt LignoSat polazi od pretpostavke da bi se drvo moglo koristiti kao materijal za izradu satelita jer je fleksibilno, čvrsto i relativno lagano. Uz to, drveni sateliti mogli bi sagorjeti u atmosferi i tako ublažiti rastući problem svemirskog otpada. 

Međutim, dosad nitko nije testirao kako bi se drvo snašlo u takvom nemilosrdnom okruženju kao što je svemirski vakuum pa su istraživači pokrenuli 290 dana dug eksperiment na Međunarodnoj svemirskoj postaji (ISS). Nakon povratka uzoraka na Zemlju, istraživači Sveučilišta Kyoto i Šumarije Sumitomo podvrgli su ih nizu ispitivanja materijala.

Pokazalo se da ni na jednom uzorku nije bilo značajnih deformacija, ljuštenja ili površinskih oštećenja, a nisu uočene ni bitne promjene u masi uzoraka. No, najboljim se pokazao uzorak magnolije od koje će se izraditi kućište za LignoSat zajedničke misiji NASA-e i JAXA-e sljedeće godine.

UI prepoznaje slične materijale na slikama

Odabir materijala, identificiranje objekata sastavljenih od istog materijala, posebno je izazovan problem za strojeve jer se izgled materijala može drastično razlikovati ovisno o obliku objekta ili uvjetima osvjetljenja. Znanstvenici s MIT-a i Adobe Researcha napravili su korak prema rješavanju ovog izazova. Razvili su tehniku koja može identificirati sve piksele na slici koja predstavlja određeni materijal, prikazan u pikselu koji je odabrao korisnik.

Metoda, opisana na arXiv.org, točna je čak i kada objekti imaju različite oblike i veličine, a model strojnog učenja ne da se prevariti sjenama ili uvjetima osvjetljenja koji mogu učiniti da isti materijal izgleda drugačije. Sustav učinkovito radi na stvarnim unutarnjim i vanjskim scenama koje prije nije vidio, a pristup se može koristiti za video zapise: nakon što korisnik identificira piksel u prvom kadru, model može identificirati objekte izrađene od istog materijala kroz ostatak videa.

Fleksibilna matična ploča

Ostanimo još malo na MIT-u jer su tamošnji istraživači razvili FlexBoard, fleksibilnu matičnu ploču koja omogućuje brzu izradu prototipova objekata s interaktivnim senzorima, aktuatorima i zaslonima na zakrivljenim i deformabilnim površinama, poput lopte ili odjeće. Matična ploča sastoji se od tanke plastike koja spaja dva komada istog materijala kako bi se povećala fleksibilnost. Dizajn se može replicirati gotovim 3D pisačem, izrađujući FlexBoard ploče koje se mogu prišiti na predmet ili pričvrstiti pomoću epoksidnog ljepila ili čičak trake.

Svaka matična ploča je za višekratnu upotrebu i ljepljiva, što znači da može izdržati opetovano savijanje u smjeru prema gore i prema dolje dok ostaje potpuno pričvršćena za prototipove na kojima je testirana. Ova dvosmjerna fleksibilnost pomaže platformi da se pričvrsti na predmete sa zakrivljenim dizajnom. Ova platforma omogućuje brzo testiranje različitih konfiguracija senzora, zaslona i drugih interaktivnih komponenti, što bi moglo ubrzati razvoja proizvoda.  

FlexBoard se može izrezati u manje segmente za sitnije predmete ili ih se nekoliko može pričvrstiti na prototip na većim objektima. Na primjer, nekoliko ploča FlexBoarda može se omotati oko teniskog reketa, proširujući raspon detekcije senzora pri očitavanju brzine voleja. Uz to, FlexBoard može poboljšati igranje u virtualnoj stvarnosti putem kontrolera i rukavica. Istraživači su tako ugradili sustav upozorenja na sudar na kontrolere, a senzore i motore dodali su deformabilnim rukavicama kako bi uhvatili geste. FlexBoard bi se, kažu, jednog dana mogao koristiti i za izradu interaktivne opreme za vježbanje, kuhinjskih alata, namještaja i drugih kućanskih predmeta.

Prašak za dezinfekciju vode

Znanstvenici Sveučilišta Stanford i Nacionalnog akceleratorskog laboratorija SLAC izumilisu  jeftini prah koji se može reciklirati i koji trenutno ubija tisuće bakterija koje se prenose vodom u sekundi kad ga se izloži običnoj sunčevoj svjetlosti. Otkriće ovog ultrabrzog dezinficijensa moglo bi biti značajan napredak za gotovo 30 posto svjetske populacije bez pristupa sigurnoj pitkoj vodi, javlja časopis Nature Water.  

Ovaj netoksični prah može se i reciklirati jer željezni oksid omogućuje uklanjanje nanopahuljica iz vode običnim magnetom. Prah bi se mogao koristiti za osobnu upotrebu, ali i u postrojenjima za pročišćavanje otpadnih voda koja trenutno koriste UV lampe za dezinfekciju pročišćene vode.

Nosivi sustav za dubinsko praćenje tkiva

Istraživači Kalifornijskog sveučilišta u San Diegu razvili su prvi potpuno integrirani autonomni nosivi ultrazvučni sustav za praćenje dubinskog tkiva i tako učinili ogroman iskorak u bežičnom ultrazvučnom praćenju subjekata u pokretu. 

Sustav na flasteru, opisan u Nature Biotechnology, može otkriti fiziološke signale iz tkiva dubokih čak 164 mm i kontinuirano mjeriti središnji krvni tlak, broj otkucaja srca, minutni volumen srca i druge signale korisnika u pokretu, punih dvanaest sati. Da bi to učinio, oslanja se na mali, fleksibilni kontrolni krug koji komunicira s nizom ultrazvučnih sondi za bežično prikupljanje i prijenos podataka. Komponenta strojnog učenja zatim pomaže u tumačenju podataka i praćenju subjekata u pokretu.

Anode za brže punjenje Li-Ion baterija 

Istraživači Odjela za elektrotehniku ​​i računalni inženjering na Sveučilištu Western Michigan osmislili su novi dizajn litij-ionske baterije koji omogućuje bolji protok elektrona kroz anodu, dramatično poboljšavajući kapacitet baterije i prepolovljujući vrijeme potrebno za punjenje. Svoje rješenje opisali su u časopisu IEEE Journal on Flexible Electronics.

Dok litij-ionske baterije koje se koriste u električnim vozilima imaju anode izrađene od grafita, istraživači iz Michigana okrenuli su se grafenu. Laserskim strukturiranjem stvorili su mrežu pora duž grafenske anode, čime su omogućili lakši protok elektrona kroz anodu i ubrzali vrijeme punjenja. 

Dok današnje komercijalne litij-ionske baterije s grafitnim anodama imaju teorijski kapacitet od 372 miliamper-sata po gramu, nova grafenska anoda može dati kapacitet veći od 700 mAh/g. Uz to, korištenjem grafena komercijalna baterija za čije punjenje treba sat vremena mogla bi se napuniti za manje od 30 minuta. Nove baterije zadržavaju kapacitet nakon i višekratne uporabe.

Testiranja su pokazala kako su baterije s poroznim anodama i nakon 200 ciklusa punjenja zadržale blizu 90 posto kapaciteta, dok bi onima bez pora kapacitet pao na samo 38 posto.