Znanstvenici predvođeni Sveučilištem Illinois Urbana-Champaign osmislili su metodu za prebacivanje kvantnih informacija između različitih kvantnih tehnologija, što će imati značajne implikacije za kvantno računalstvo , komunikaciju i umrežavanje. Studija objavljena u časopisu Priroda nudi inovativan pristup transformaciji kvantnih informacija iz formata koji koriste kvantna računala u formatu potrebnom za kvantnu komunikaciju.
Neke od najčešćih kvantnih računalnih tehnologija temelje se na supravodljivim kubitima, poput onih koje koriste Google i IBM; ti kubiti pohranjuju kvantne informacije u fotone koje se kreću na mikrovalnim frekvencijama. Ako želite izgraditi kvantnu mrežu ili spojiti kvantna računala, ne možete naokolo slati mikrovalne fotografije jer će informacije ostati zakopane u toplinskoj šumi.
Rješenje je prijenos kvantnih informacija na optički foton više frekvencije uz pomoć posrednika, atoma rubidija. Atomi uz pomoć lasera apsorbiraju mikrovalne fotone s kvantnom informacijom i zatim emitiraju optičke fotone s tom kvantnom informacijom. Tehnologija radi u oba smjera: može prenijeti kvantne informacije s mikrovalnih fotona na optičke fotone i obrnuto. Dakle, može biti s obje strane velike veze na udaljenosti između dva supravodljiva kvantna računala i služiti kao građevinski blok za izgradnju kvantnog interneta.
Robot prepoznaje objekte stiskom ruke
Inspirirani ljudskim prstom, istraživači s MIT-a razvili su se robotsku ruku koji koristi senzor dodira visoke razlučivosti za točnu identifikaciju predmeta nakon samo jednog stiska. Čvrsti kostur čini prste dovoljno jakima da podignu težak predmet poput bušilice, dok im mekana koža omogućuje sigurno i nježno držanje savitljivog predmeta poput prazne plastične boce vode.
Robotski prst s krutim kosturom u mekom vanjskom sloju ima više senzora visoke rezolucije ugrađenih ispod prozirne “kože”. Senzori, koji koriste kameru i LED diodu za prikupljanje vizualnih informacija o obliku predmeta, kontinuirano očitavaju duž cijele duljine prsta. Svaki prst bilježi niz podataka o mnogim dijelovima predmeta istovremeno.
Ovi mekani ukočeni prsti mogli bi se implementirati u robote za kućnu njegu i njegu starijih osoba. Robot bi mogao podići težak predmet s policijom istom rukom kojom pomaže osobi da se okupa. Istraživanje će biti predstavljeno na RoboSoft konferencija.
Pametni zavoji za liječenje kroničnih rana
Nova vrsta pametnog zavojarazvijena na Caltechu, mogla bi liječenje rane učiniti lakšim, učinkovitijim i jeftinijim. Za razliku od klasičnih zavoja koji se sastoje od slojeva upijajućeg materijala, pametni zavoji izrađeni su od fleksibilnog i rastezljivog polimera koji sadrži ugrađenu elektroniku i lijekove. Elektronika omogućuje senzorsko praćenje molekula poput mokraćne kiseline ili laktata i uvjeta poput razine pH ili temperature u rani koji mogu pokazati na upalu ili bakterijsku infekciju.
Zavoj, predstavljen u časopisu Znanstveni napredak, može reagirati na jedan od tri načina: može bežično prenijeti prikupljene podatke iz rane na obližnje računalo, tablet ili pametni telefon kako bi ih pregledao pacijent ili medicinski stručnjak; može isporučiti antibiotik ili drugi lijek pohranjen unutar zavoja izravno na mjesto rane za liječenje upale i infekcije; ili primijeniti električno polje niske razine na ranu kako bi stimulirao rast tkiva, što rezultira brzim zacjeljivanjem.
Biorazgradivo staklo iz 3D pisača
Istraživači Sveučilišta Washington u Seattleu transformirali su aminokiselin i peptid, građevne blokove proteina. Ovo biomolekularno staklo, opisano u Znanstveni napredakpotpuno je prozirno, može se ispisati u 3D pisaču i lijevati u kalupe.
Budući da je biorazgradivo, ovo biostaklo ne bi bilo prikladno za upotrebu u okruženjima koja su vrlo vlažna ili mokra. Organske kemijske veze imaju tendenciju da budu slabije od anorganskih veza pa bi ovo peptidno staklo bilo manje kruto od standardnog stakla. Ali to bi svojstvo moglo biti korisno u savitljivim, minijaturnim uređajima poput mikroskopskih leća.
Prognoza tuče i tornada
Meteorolozi Državnog sveučilišta Colorado osmislili su napredni model strojnog učenja koji bolje predviđa opasne vremenske prilike osam dana unaprijed. Model zvan CSU-MLP (Državno sveučilište Colorado – Vjerojatnosti strojnog učenja) predstavljen je u časopisu Američkog meteorološkog društva Vrijeme i prognoza.
Model je uvježban na vrlo velikom skupu podataka koji sadrži oko devet godina detaljnih povijesnih promatranja vremena nad kontinentalnim SAD-om. Ovi podaci kombinirani su s meteorološkim retrospektivnim prognozama, stvorenim na temelju ishoda prošlih vremenskih događaja. Tako je dobiven model koji može raditi u stvarnom vremenu s trenutnim vremenskim događajima i izračunati vjerojatnost tuče ili uragana na temelju trenutnih faktora poput temperature i vjetra.
Cijepljenje zračnim pištoljem
Znanstvenici Sveučilište Texas u Dallasu osmislili su mlazni injektor, “zračni pištolj” kojim se cjepivo ili lijekovi isporučuju pod kožu pomoću bezbolnog mlaza zraka.
Mlazni injektor zvan MOF-Jet jeftino je rješenje koje štiti biološke materijale poput nukleinskih kiselina. Formulacije cjepiva u njemu se mogu hraniti kao prah na sobnoj temperaturi, što pak eliminira potrebu za ekstremno niskim temperaturama koje zahtijevaju mnogo tekućine cjepiva.
Pumpice utkane u odjeću
Istraživači Laboratorija za meke pretvornike (LMTS) na tehnološkom sveučilištu EPFL u Lausanneiju razvile su se pumpe nalik vlaknima koje omogućuju da se visokotlačni fluidni krugovi utkaju u tekstil bez vanjske crpke. Meki potporni egzoskeleti, termoregulirajuća odjeća i imerzivna haptika stoga se mogu napajati iz pumpi ušivenih u tkaninu samih uređaja.
Prva pumpa u obliku vlakna, zapravo cijev koji stvara vlastiti tlak i brzinu protoka, opisano je u časopisu Znanost. Studija opisuje i umjetne mišiće izrađene od tkanine i crpke od ugrađenih vlakana, koje bi se mogle koristiti za napajanje mekih egzoskeleta koji pomažu pacijentima da se kreću i hodaju. Pumpa bi, kažu, mogla unijeti novu dimenziju u svijet virtualne stvarnosti simulirajući temperaturu osjeta.
Vlakne pumpe koriste princip elektrohidrodinamike ubrizgavanja naboja (EHD) za generiranje protoka tekućine bez pokretnih dijelova. Dvije spiralne elektrode ugrađene u stijenku crpke ioniziraju i ubrzavaju molekule posebne nevodljive tekućine. Kretanje iona i oblik elektrode stvaraju neto protok tekućine prema naprijed, što rezultira tihim radom bez pritiska i zahtijeva samo napajanje i veličinu baterije dlana.
Grafenski senzori pretvaraju znanstvenu fantastiku u stvarnost
Istraživači Tehničkog fakulteta u Sydneyju dizajnirali su suhi senzor na bazi grafena s 3D uzorkom koji može mjeriti električnu aktivnost mozga bez oslanjanja na vodljive gelove. Suhi senzori, opisani u ACS primijenjeni nano materijalimanje su iritantni i izazivaju alergije u usporedbi s tradicionalnim “mokrim” senzorima koji se koriste u elektroencefalografiji (EEG) za dijagnostiku neuroloških poremećaja ili kontrolu vanjskih uređaja putem sučelja mozga-stroj.
Ugrađeni u elastičnu traku za glavu i korišteni sa slušalicama proširene stvarnosti, suhi senzori omogućuju kontrolu robota bez ruke tumačenjem moždanih signala. Iako još nisu učinkoviti kao mokri senzori, oni su iskorak prema lako implementiranim, neinvazivnim sučeljima mozak-stroj.
Predviđanje erupcije 3D ispisanom kamerom
Jeftina kamera koja može detektirati količinu sumpornog dioksida koju emitiraju vulkani mogla bi pomoći znanstvenicima da bolje predvide kada će doći do erupcije. Kako bi dobili bolje podatke dugoročnog praćenja, međunarodni tim istraživača pod vodstvom Sveučilišta u Sheffieldu razvio je SO2 kameru za kontinuirano mjerenje stope emisije iz vulkana. Ovaj instrument koristi senzor koji se ne razlikuje od senzora kamere pametnog telefona, samo je modificiran kako bi bio osjetljiv na ultraljubičasto svjetlo.
U usporedbi s prethodnim modelima, ova SO2 kamera je jeftinija i košta oko 5000 eura. Sve što se može ispisati je 3D printerom, a osmišljen je i besplatni softver za jednostavnu kontrolu instrumenata i obradu prikupljenih podataka na robustan način. Sustav pritom troši upola manje energije od prethodnih, u prosjeku 3,75 vata, a kamera radi i na manje solarne ploče ili baterije.
Baterije na bazi vode kao alternativa litijumskim
Istraživači Teksaškog sveučilišta A&M uvjereni su da bi baterije na bazi vode mogao pružiti sigurnu i učinkovitiju alternativu litij-ionskim baterijama koje sadrže kobalt. Ove baterije, opisane u časopisu Prirodni materijalismanjio bi ovisnost o kobaltu i litiju i spriječio požare povezane s baterijama.
Baterije na bazi vode sastoje se od katode, elektrolita i anode. Katode i anode su polimeri koji mogu pohraniti energiju, a elektrolit je voda pomiješana s organskim solima. Istraživači izvješćuju da bi nove baterije mogle biti izrađene od redoks-aktivnih polimera nekonjugiranih radikala. Ako uspiju, baterije na bazi vode mogle bi postati sigurnija alternativna vrsta baterija koje se danas koriste.
Ne vi polimer za litijeve baterije
Istraživači korejskih sveučilišta STAV ja Sogang razviti slojevito nabijen, stabilan anodni materijal visokog kapaciteta na bazi polimera. Ovaj materijal nudi kapacitet koji je najmanje deset puta veći od konvencionalnih grafitnih anoda. To je postignuto zamjenom grafita Si anodom u kombinaciji sa slojevito nabijenim polimerima uz zadržavanje stabilnosti i pouzdanosti. Rezultati istraživanja objavljeni su u časopisu Napredni funkcionalni materijali.
Novi polimer koristi vodikovu vezu i iskorištava prednosti kulomskih sila (privlačenje između pozitivnih i negativnih naboja). Površina anodnih materijala velikog kapaciteta uglavnom je negativno nabijena, a slojevito nabijeni polimeri raspoređeni su naizmjenično s pozitivnim i negativnim nabojem kako bi se učinkovito vezali s anodom. Kako bi regulirali fizička svojstva i olakšali Li-ionske difuzije, istraživači su koristili polietilen glikol, što je rezultiralo debelom elektrodom velikog kapaciteta i maksimalnom gustoćom energije koja se nalazi u Li-ionskim baterijama.
Najsvjetlija boja na svijetu
Istraživači Sveučilišta središnje Floride (UCF) razvili su novu boju koja štedi energiju, odbija toplinu, dolazi u bilo kojoj nijansi i trebala bi trajati stoljećima. To je ujedno i dosad najsvjetlija boja.
Boja, opisana u časopisu Znanstveni napredak, koristi nanočestice dva bezbojna materijala: aluminija i aluminijevog oksida. Njihovim raspoređivanjem na različite načine na aluminijskom zrcalu obloženom oksidom moguće je kontrolirati kako se svjetlost raspršuje, reflektira ili apsorbira. Sličan proces odgovoran je za bogatu boju leptirovih krila.
Njeni tvorci ističu kako je dovoljno samo 1,4 kilograma plazmonske boje da se prekrije čitav Boeing 747, što je neusporedivo manje od najmanje 454 kilograma konvencionalne komercijalne boje za isti posao. Uz to, njezina struktura odražava cijeli infracrveni spektar pa apsorbira manje gornje linije, a površine ispod nove boje ostaju 13 do 16 Celzijevih stupnjeva hladnije no da se prekrije obično komercijalnom bojom.
Više o temiIzvor:Bug.hr
