Matične stanice vraćaju vid

Kineski znanstvenici identificirali su dosad nepoznate stanice u ljudskom oku koje bi potencijalno mogle pomoći u povratku vida izgubljenog uobičajenim bolestima kao što je makularna degeneracija. Istraživači Laboratorija Oujiang otkrili su stanice u mrežnici, strukturi osjetljivoj na svjetlo u stražnjem dijelu oka koja je vitalna za vid. Stanice su pronađene u doniranim uzorcima fetalnog tkiva, a iste stanice su otkrivene i u laboratorijski uzgojenim modelima ljudske mrežnice. Nakon presađivanja tih modela u miševe s uobičajenim očnim poremećajem, glodavcima je vraćen vid.

Ovo istraživanje, objavljeno u časopisu Science Translational Medicine, produbljuje naše razumijevanje biologije mrežnice i ima ogroman potencijal kao terapija kod degeneracije mrežnice, kažu kineski istraživači koji namjeravaju nastaviti istraživanja stanica koje pokazuju potencijal vraćanja vida ljudima.

Neuroproteza vraća prirodni govor

Istraživači Sveučilišta Berkeley i Kalifornijskog sveučilišta u San Franciscu otkrili su način kako će vratiti prirodni govor teško paraliziranim osobama. Njihovo rješenje, predstavljeno u časopisu Nature Neuroscience, rješava izazov latencije u govornim neuroprotezama, odnosno vremenskog odmaka između trenutka kad subjekt pokušava govoriti i proizvodnje zvuka. Koristeći umjetnu inteligenciju razvili su metodu strujanja koja sintetizira moždane signale u zvučni govor u gotovo stvarnom vremenu. 

Neuroproteza uzorkuje neuralne podatke iz motoričkog korteksa, dijela mozga koji kontrolira proizvodnju govora, i zatim uz pomoć AI moždane funkcije dekodira u govor, koristeći sličan tip algoritma kakvim se služe uređaji kao što su Alexa i Siri. Ovaj pristup može dobro funkcionirati s nizom drugih sučelja za senzore mozga, uključujući nizove mikroelektroda (MEA) u kojima elektrode prodiru u površinu mozga ili neinvazivna snimanja (sEMG) koja koriste senzore na licu za mjerenje mišićne aktivnosti. Bitno je jedino da postoji dobar signal.

Neuromorfno računalstvo

Mnogi stručnjaci budućnost vide u neuromorfnom računalstvu. Problem je što implementacija elektroničkih neurona i sinapsi zahtijeva međusobno povezivanje najmanje 18 tranzistora po neuronu i šest po sinapsi, zbog čega su veći i skuplji od jednog tranzistora. No, sad su se istraživači Nacionalnog sveučilišta u Singapuru dosjetili kako će reproducirati elektroničko ponašanje neurona i sinapsi u jednom konvencionalnom silicijskom tranzistoru i u časopisu Nature predstavili super učinkovite računalne ćelije koje oponašaju ponašanje elektroničkih neurona i sinapsi.

Ključ leži u postavljanju otpora masovnog terminala na određenu vrijednost kako bi se proizveo fizički fenomen "ionizacije udarom" koji generira strujni skok vrlo sličan onome što se događa kad se aktivira elektronički neuron. Postavljanjem masovnog otpora na druge specifične vrijednosti tranzistor može pohraniti naboj u oksidu vrata, uzrokujući da otpor tranzistora oponaša ponašanje elektroničke sinapse. Natjerati tranzistor da radi kao neuron ili sinapsa jednostavno je poput odabira odgovarajućeg otpora za skupni terminal.

AI sustav predviđanja vremena

Novi AI sustav predviđanja vremena, razvijen na Sveučilištu u Cambridgeu, isporučuje točne prognoze desetke puta brže i pritom koristi tisuće puta manje računalne snage od trenutačnih AI i sustava predviđanja temeljenih na fizici. Sustav Aardvark Weather, opisan u časopisu Nature, podržali su Institut Alan Turing, Microsoft Research i Europski centar za srednjoročne vremenske prognoze.

Pristup potpuno vođen umjetnom inteligencijom znači da se predviđanja koja su se nekoć proizvodila korištenjem mnogih modela, a za svaki je bilo potrebno superračunalo i veliki tim za podršku, sad mogu proizvesti za nekoliko minuta na stolnom računalu. Čak i kad koristi samo 10 % ulaznih podataka postojećih sustava, Aardvark nadmašuje nacionalni sustav predviđanja SAD na mnogim varijablama i konkurentan je prognozama meteorološke službe SAD koje koriste podatke iz desetaka vremenskih modela i analize stručnih prognostičara. Ovaj sveobuhvatni pristup učenju može se, kažu, lako primijeniti na predviđanje uragana, šumskih požara i tornada, ali i kvalitete zraka, dinamike oceana i kretanja morskog leda.

Mentalna terapija chatbotom 

Istraživači Sveučilišta u Dartmouthu proveli su prvo kliničko ispitivanje generativnog terapeutskog chatbota pokretanog umjetnom inteligencijom i otkrili da je softver značajno suzbio simptome depresije, anksioznosti i poremećaja prehrane. Studija u časopisu NEJM AI pokazala je i da ljudi vjeruju i rado komuniciraju sa sustavom znanom kao Therabot i ovu terapiju uspoređuju s onom koju im inače pruža ljudski stručnjak za mentalno zdravlje.

U brojkama to iznosi ovako: depresivnim osobama simptomi su smanjeni za prosječno 51 %, a anksioznima za 31 %, pri čemu su mnogi prešli s umjerene na blagu anksioznost ili su s blage anksioznosti pali ispod kliničkog praga za dijagnozu. Ljudi izloženi riziku od poremećaja prehrane pokazali su prosječno 19 % smanjenu zabrinutost zbog tjelesne slike i težine. Iako rezultati obećavaju, upozoravaju istraživači, nijedan GAI agent još nije spreman djelovati potpuno autonomno u mentalnom zdravlju jer postoji vrlo širok raspon scenarija visokog rizika s kojima bi se mogli susresti.

Umjetni neuroni sami sebe organiziraju

Biolozi Sveučilišta u Göttingenu i Instituta Max Planck za dinamiku i samoorganizaciju (MPI-DS) programirali su infomorfne neurone i od njih izgradili umjetne neuronske mreže. Posebnost ovog eksperimenta, predstavljenog u časopisu PNAS, bio je u tome što pojedinačni umjetni neuroni uče na samoorganiziran način i crpe potrebne informacije iz svog neposrednog okruženja u mreži.

Novi umjetni neuroni slijede vrlo općenite, lako razumljive ciljeve učenja: "Sada izravno razumijemo što se događa unutar mreže i kako pojedinačni umjetni neuroni samostalno uče", kažu istraživači.

Pametnija magnetoreceptivna e-koža

Istraživači Helmholtz-Zentruma Dresden-Rossendorf (HZDR) razvili su elektroničku kožu koja detektira i precizno prati magnetska polja s jednim globalnim senzorom. Ova umjetna koža, opisana u časopisu Nature Communications, nije samo lagana, prozirna i propusna, nego također oponaša interakciju prave kože i mozga.

Istraživači su krute, glomazne podloge na kojima se obično nalazi elektronika zamijenili tankom, laganom i fleksibilnom membranom tankom nekoliko mikrometara. Cijela membrana je optički prozirna i perforirana pa umjetna koža propušta zrak i vlagu, omogućujući pravoj koži ispod da diše. Nova e-koža ima magneto-osjetljivi funkcionalni sloj koji djeluje kao globalna površina senzora za precizno lokaliziranje porijekla magnetskih signala. Magnetska polja mijenjaju električni otpor materijala, a središnja jedinica za analizu izračunava lokaciju signala na temelju tih promjena. To oponaša funkcioniranje prave kože i ujedno štedi energiju.

Srčani stimulator manji od zrna riže

Privremeni pacemaker manji od zrna riže sposoban je regulirati otkucaje srca, tvrde istraživači Sveučilišta Northwestern koji su njegovu učinkovitost testirali na tkivima srca ljudi i životinja. Uređaj, predstavljen u časopisu Nature, sadrži elektrode koje generiraju električnu struju kad su izložene tjelesnim tekućinama, čime se eliminira potreba za vanjskim izvorima napajanja ili provodnim žicama i smanjuju rizici koji dolaze s vanjskim izvorima napajanja i invazivnom kirurgijom.

Kad ga se iskoristi, bioresorptivan uređaj veličine 1,8 mm x 3,5 mm x 1 mm može se sam razgraditi i tijelo ga apsorbira, a istraživači kažu da nudi sigurniju alternativu za manje tjelesne veličine ili one koji se možda ne mogu nositi s invazivnom operacijom, poput novorođenčadi sa srčanim manama. Uređaj bi mogao ponuditi sigurniju alternativu većim tradicionalnim elektrostimulatorima srca , ali i prilagoditi za regeneraciju živaca i kostiju, liječenje rana i upravljanje bolovima, uvjeravaju nas autori.

Nosiva tehnologija simulira realističan dodir

Kad je riječ o taktilnoj povratnoj informaciji, većina tehnologija ograničena je na jednostavne vibracije. Ali naša je koža puna sićušnih senzora koji detektiraju pritisak, vibracije, istezanje i više. Ove godine izuzetno aktivni inženjeri Sveučilišta Northwestern predstavili su i novu tehnologiju koja stvara precizne pokrete za oponašanje ovih složenih osjeta. Dok sjedi na koži, kompaktni, lagani, bežični uređaj primjenjuje silu u bilo kojem smjeru kako bi proizveo različite osjete, uključujući vibracije, rastezanje, pritisak, klizanje i uvijanje. Uređaj, opisan u časopisu Science, može kombinirati osjete i raditi brzo ili sporo kako bi simulirao nijansiraniji, realističniji osjet dodira.

Napajan malom punjivom baterijom, uređaj koristi Bluetooth za bežično povezivanje sa slušalicama virtualne stvarnosti i pametnim telefonima. Također je malen i učinkovit, tako da se može postaviti bilo gdje na tijelu, kombinirati s drugim aktuatorima u nizovima ili integrirati u nosivu elektroniku. Istraživači predviđaju da bi njihov uređaj u konačnici mogao poboljšati virtualna iskustva, pomoći osobama s oštećenjima vida, reproducirati osjećaj različitih tekstura na ravnim ekranima, pružiti taktilnu povratnu informaciju i čak omogućiti osobama s oštećenjima sluha da "osjete" glazbu.

Nova razina robotske agilnosti

Robotičarska tvrtka Unitree objavila je video koji prikazuje dosad neviđene akrobatske mogućnosti njihovog robota G1. Robot lagano čučne, zatim se uzdiže prije nego što se u zraku okrene bočno. Robot koji je lani naučio izvoditi skok unatrag doskoči na jednu nogu i stabilizira se čim druga noga dođe u kontakt s podom. Kako bi naučila G1 novom triku, tvrtka je nadogradila AI algoritam kako bi softver učinio bržim i osjetljivijim.

G1 je opremljen LIDAR-om i dubinskom kamerom koja mu daje pogled od 360 stupnjeva. Visok je 130 cm i težak 35 kg, može hodati i trčati brzinom 7,2 km na sat, njegovi pokreti uključuju 23 stupnja slobode, a lagani kompaktni oblik pomaže mu da s lakoćom izvodi akrobatske pokrete. No, G1 nije samo akrobat, on je i ekspert za borilačke vještine, sposoban razoružati napadača s palicom.