Agencija američkog Ministarstva obrane DARPA, zadužen za razvoj novih tehnologija, razvija globalnu bežičnu mrežu za prijenos energije pomoću laserskih zraka kako bi omogućio gotovo nesmetanu opskrbu električnom energijom diljem planeta. Uspiju li realizirati ideju Nikole Tesle staru više od stotinu godina, ova tehnologija “permanentnog optičkog bežičnog releja napajanja”, prikladno nazvana POWER (Trajni optički bežični energetski relej), smanjila bi ovisnost o tekućem gorivu i dalekovodima.

POWER je program za emitiranje optičke energije, a DARPA namjerava istražiti i druge potencijalne načine emitiranja energije, poput mikrovalova. Ključni dio slagalice bit će pouzdani releji koji bi trebali omogućiti učinkovito kombiniranje postojećih tehnologija u stvaranju otporne, prilagodljive, višeslojne bežične energetske mreže, kažu istraživači.

Iako ga razvija vojska, projekt bi se paralelno trebao i komercijalizirati za opskrbu energijom udaljenih zajednica.

Vraćanje genetskog sata

Na Kalifornijskom sveučilištu u San Diegu (UCSD) razvili su se “biosintetski genetski sat” koji značajno produljuje životni vijek stanice, javlja časopis Znanost. Studija je uključila genetsko ponovno ožičenje regulatornog kruga gena koji kontrolira starenje stanice, pretvarajući ga iz prekidača u uređaj nalik satu ili genski oscilator. Ovaj oscilator povremeno prebacuje stanicu između dva stanja starenja i tako usporava degeneraciju stanice.

Istraživači su u svojoj studiji koristili stanice kvasca i pomoću oscilatora produljili njihov životni vijek za 82%. Ovo istraživanje, potkrijepljeno računalnim simulacijama i sintetičkom biologijom, moglo bi revolucionirati znanstvene pristupe od godine starenja, nadilazeći sve dosadašnje pokušaje umjetnog vraćanja stanice u stanje “mladosti”. Na kvascu se neće stati i istraživanje se proširuje na starenje različitih vrsta ljudskih stanica, uključujući matične stanice i neurone.

Suptilne vibracije za napajanje IoT uređaja

Inženjeri iz Kanade Sveučilišta Waterloo ja Sveučilišta u Torontu stvorili su novi materijal koji suptilne mehaničke pretvara u električnu energiju koja bi se mogla koristiti za napajanje uređaja poput srčanih stimulatora ili čak svemirskih letjelica. Novi sustav generiranja istovremeno je kompaktan, pouzdan, jeftin i ekološki prihvatljiv.

Molekularni dizajn piezoelektričnih materijala 📷 UWaterloo
Molekularni dizajn piezoelektričnih materijala U Waterloo

Sustav, opisan u časopisu Nature Communications, temelji se na piezoelektričnom učinku, koji stvara električnu struju primjenom pritiska, poput mehaničkih vibracija, na odgovarajuću tvar. Visoko piezoelektrični materijal koristi se za stvaranje nanogeneratora “s rekordnom gustoćom snage koji može sakupljati male mehaničke vibracije u svim dinamičkim okolnostima, od ljudskog kretanja do automobilskih vozila” u procesu koji ne zahtijeva niti olovo niti neobnovljivu energiju.

Robotska ruka radi iu mraku

Istraživači Columbia Engineeringa demonstrirao je vrlo spretnu robotsku ruku koja kombinira napredni taktilni senzor s algoritmima motoričkog učenja za manipuliranje objektima bez oslanjanja na vid.

Kako je objašnjeno u radu, pohranjenom na arXiv, ruka manipulira objektima bez pomoći vanjskih kamera, pa je otporan na osvjetljenje, okluziju i slične probleme. Činjenica da se ruka ne oslanja na vid za manipuliranje predmetima znači da se to može činiti u vrlo teškim uvjetima koji obično zbunjuju algoritme temeljene na vidu i rade čak iu mraku.

Istraživači su dizajnirali i izradili robotsku ruku s pet prstiju i 15 neovisno aktiviranih zglobova, a svaki prst opremljen je tehnologijom osjetljivom na dodir 📷 Columbia Engineering
Istraživači su dizajnirali i izradili robotsku ruku s pet prstiju i 15 neovisno pokretanih zglobova, a svaki je prst opremljen tehnologijom osjetljivom na dodir Columbia Engineering

Prilikom uvježbavanja robotskih ruku koristi se metoda dubokog potkrepljenog učenja pojačana novim algoritmima za učinkovito istraživanje mogućih motoričkih strategija. Tako je robot u samo sat vremena svladao vještine za koje bi inače trebalo otprilike godinu dana prakse.

Atomski tanki tranzistor

Istraživači MIT-a razvili su se proces rasta na niskim temperaturama za izravnu integraciju 2D materijala na silikonske čipove, omogućujući gušće i snažnije poluvodiče. Ova tehnologija zaobilazi prethodne izazove povezane s visokim temperaturama i nesavršenostima u prijenosu materijala.

Tehnologija rasta na niskim temperaturama za integraciju 2D materijala u silicijski krug utire put gušćim i snažnijim čipovima 📷 MIT
Tehnologija rasta na niskim temperaturama za integraciju 2D materijala u silicijski krug utire put gušćim i snažnijim čipovima S

Nova tehnologija, opisano u časopisu Nanotehnologija prirode, značajno smanjuje vrijeme potrebno za uzgoj ovih materijala. Dok je prethodnim pristupima bilo potrebno više od jednog dana za uzgoj jednog sloja 2D materijala, sad se jednolični sloj TMD materijala preko cijelih 8-inčnih ploča može uzgojiti za manje od sata.

Istraživač drži 8-inčnu CMOS pločicu s tankim filmom molibden disulfida pored peći koja omogućuje
Istraživač drži 8-inčnu CMOS pločicu s tankim filmom molibden disulfida pored peći koja omogućuje “uzgoj” sloja molibden disulfida na ploči korištenjem procesa niske temperature S

Istraživači sad žele fino podesiti svoju tehniku ​​​​i upotrijebiti je za uzgoj više naslaganih slojeva 2D tranzistora. Uz to, namjeravate istražiti korištenje procesa rasta na niskim temperaturama za fleksibilne površine, poput polimera, tekstila ili čak papira. To bi pak omogućilo integraciju poluvodiča na svakodnevne predmete poput odjeće ili prijenosnih računala.

Reflex robotska hvataljka

Većina konvencionalnih modernih robotskih hvataljki oslanja se na vizualne podatke, obično iz kamere. To može uzrokovati kašnjenje u vremenu reakcije robota, posebno kada pokušaj snimanja ne uspije i robot mora ponovno proučiti podatke kamere prije ponovnog pokušaja. Ali sada su inženjeri MIT-a razvili hvataljku koja hvata predmete zahvaljujući refleks.

Refleksivna i reaktivna platforma, predstavljena na arXivukoristeći brze i osjetljive aktuatore dizajnirane za mini geparda, četveronožnog robota koji trči, skače i prilagođava se različitim terenima.

Uređaj se sastoji od brze ruke i dva lagana prsta s više zglobova. Algoritam usmjerava robota da brzo aktivira manevar hvatanja kao odgovor na mjerenja u stvarnom vremenu na dohvat ruke bez uključivanja planera na visokoj razini. Umjesto toga, niža je razina odlučivanja o refleksima, simulirajući instinkt.

Kamera postavljena na podnožje ruke i prilagođeni senzori visoke propusnosti na vrhovima prstiju trenutno bilježe silu i lokaciju svakog kontakta i blizinu objekta u neposrednoj blizini prsta više od 200 puta u sekundi 📷 MIT
Kamera postavljena na podnožje ruke i prilagođeni senzori visoke propusnosti na vrhovima prstiju trenutno bilježe silu i lokaciju svakog kontakta i blizinu objekta u neposrednoj blizini prsta više od 200 puta u sekundi S

Nešto poput analognog delegiranja zadataka odjelima na nižim razinama u tvrtkama, umjesto da izvršni direktor mikroupravlja svakim detaljem, karikiraju istraživači koji će svoj rad predstaviti na Međunarodnoj konferenciji o robotici i automatizaciji (IZVRŠENJE) u Londonu.

Platforma otvorenog koda simulira divlje životinje

Otkako je 2008. godine usvojen izraz “meka robotika”, inženjeri izrađuju različite prikaze fleksibilnih strojeva korisnih u istraživanju, kretanju, rehabilitaciji, pa čak i svemiru. Inspiraciju pritom često pronalaze u načinu na koji se životinje kreću u divljini. Tako je nastala i biologijom inspirirana platforma SoftZoo. Platforma sadrži 3-D modele životinja kao što su medvjedi pande, ribe, morski psi i gusjenice koji mogu simulirati zadatke meke robotike poput kretanja, agilnog okretanja i praćenja putanja u različitim okruženjima, od snijega i pijeska, do mekane zemlje ili vode.

Biologijom inspirirana platforma SoftZoo 📷 MIT
Biologijom inspirirana platforma SoftZoo S

SoftZoo modelira kretanje koje reagira na fizičke značajke različitih bioma, a diferencijabilni multifizički motor omogućuje simulaciju nekoliko aspekata fizičkog sustava u isto vrijeme. SoftZoo dizajnerima mekih robota i njihovih “mozgova” (kontrolera) nudi simulaciju otvorenog koda, što otvara vrata brze izrade prilagođenih strojeva, dizajniranih za određeni zadatak.

Duži životni vijek baterija

Pasivacijski sloj na površini anode (SEI) ključan je za elektrokemijski kapacitet i životni vijek litij-ionske baterije jer je pod velikim opterećenjem sa svakim ciklusom punjenja. Kada se SEI pokvari tijekom ovog procesa, elektrolit se dodatno razgrađuje i kapacitet baterije se smanjuje; to je proces koji određuje vijek trajanja baterije. Ali sada su istraživači Institut za nanotehnologiju KIT (INT) uspio okarakterizirati nastanak SEI i tako riješiti jedan od velikih misterija vezanih uz kapacitet baterije s tekućim elektrolitom, posebno litij-ionskih baterija.

Istraživači KIT-a koristili su simulacije kako bi okarakterizirali formiranje međufaze čvrstog elektrolita 📷 Christine Heinrich
Istraživači KIT-a koristili su simulacije za karakterizaciju formiranja međufaze čvrstog elektrolita Christine Heinrich

Istraživači su naime otkrili da se međufaza čvrstog elektrolita ne formira izravno na elektrodi, već se nakuplja u otopini i to izvijestili u časopisu Napredni energetski materijali. Njihova otkrića utiru put optimizacije performansi i životnog vijeka budućih baterija.

Mirisanje cvijeća u virtualnoj stvarnosti

Sučelja čovjek-stroj simulira vid, zvuk i dodir, ali dizajniranje sustava za miris dosad je ostalo u povojima. Trenutačni dizajni mirisnih sučelja glomazni su i koriste bočice tekućeg parfema ili nepraktične žičane, krute VR naglavnike. O nosivim, laganim, fleksibilnim, bežičnim generatorima mirisa, opremljenim širokim izborom i intenzitetom mirisa dosad se samo moglo maštati.

Autori predlažu nekoliko primjena svog rješenja, od isporuka mirisnih poruka, preko poticanja emocionalnih sjećanja, do otkrivanja mirisa tijekom igranja videoigra, gledanja 4D filmova iu virtualnoj nastavi 📷 CityU
Autori predlažu nekoliko primjena svog rješenja, od isporuka mirisnih poruka, preko poticanja emocionalnih sjećanja, do otkrivanja mirisa tijekom igranja videoigra, gledanja 4D filmova iu virtualnoj nastavi GradU

Ne, sad su istraživači Gradskog sveučilišta u Hong Kongu (GradU) dizajnirali dva nosiva formata bežičnog mirisnog sučelja. Pomoću generatora mirisa milimetarske skale, prvi se izravno pričvršćuje na kožu ispod nosa s dvije opcije mirisa, a drugi je mekana maska ​​koja može generirati devet različitih mirisa, uključujući anane, đumbir, zeleni čaj, karamelu i slatkiše. Sićušni generatori mirisa sadrže mirisni parafinski vosak koji se može zagrijati kako bi se brzo, za samo 1,44 sekunde, oslobodili specifični mirisi.

Više o temiIzvor:Bug.hr