Nowinki techniczne

Mikrofon z warstwy grafenu

Mikrofon to urządzenie przetwarzające fale dźwiękowe na prąd elektryczny. Dawniej podstawowym jego elementem były granulki węgla. Mamy jednak XXI w., więc wszystko się zdecydowanie zmienia. Specjaliści z Technische Universiteit Delft (Holandia) sięgnęli po materiał, który stał się bardzo popularny, a mianowicie po grafen, będący jedną z postaci węgla. Ich membrana to warstwa grafenu, w zasadzie o grubości jednego atomu, rozciągnięta na silikonowym cylindrze wypełnionym powietrzem. Membrana ta zostaje wprowadzona w drgania rezonansowe przy pomocy niewielkiego lasera. Gdy do mikrofonu dociera dźwięk, częstotliwość rezonansowa zmienia się, co jest z kolei odczytywane przez inny laser. Rejestrowanie tych zmian pozwala na odtworzenie pierwotnego dźwięku. Zaletą systemu stworzonego przez holenderskich uczonych są jego niewielkie rozmiary – membrana ma zaledwie 10 µm średnicy. Laser, niestety, jest znacznie większy. Uczeni będą dopracowywać projekt, mając nadzieję, że mikrofony grafenowe będą wykorzystywane do konstruowania m.in. smartfonów.

Portobello – nowa wersja symulatora jazdy autem

Naukowcy z Cornell Tech, uczelni z Nowego Jorku, opracowali zupełnie nowy model symulatora jazdy samochodem. Wykorzystuje on tzw. rzeczywistość mieszaną, czyli hybrydę świata rzeczywistego oraz wirtualnego. Mapa świata realnego jest uzupełniona o elementy wirtualne, np. przechodniów kreowanych komputerowo. Dzięki temu w zasadzie bez przeszkód symulacja jest idealnie sprzężona ze światem prawdziwym. Zarówno kierowca, jak też pasażerowie widzą postacie (i obiekty) wirtualne osadzone w jak najbardziej realnym środowisku. Badacze uzyskali dzięki temu możliwość dokładnego symulowania zdarzeń, które mogą wystąpić na drodze, bez żadnego ryzyka dla ludzi i sprzętu. Można więc spotkać wirtualnego przechodnia wchodzącego nagle na przejście dla pieszych czy wirtualne auto niezatrzymujące się przed znakiem stopu, co wymaga błyskawicznej reakcji. System, nazwany Portobello, jest obecnie intensywnie testowany. Pozwala m.in. na porównanie zachowań kierowcy jadącego w symulatorze z tym, co spotka w świecie realnym. Film: www.youtube.com/watch?v=SVUwMze6-1Q.

Lody z bekonem? Hmm… sztuczna inteligencja ma dziwną wyobraźnię

Sztuczną inteligencję wykorzystuje się w różnych dziedzinach, ale trzeba jasno powiedzieć, że nie zawsze się sprawdza. W 2019 r. system AI opracowany przez IBM został zaimplementowany w ponad 100 restauracjach McDonald’s w USA. Testowano automatyczne przyjmowanie zamówień, aby ograniczyć liczbę zatrudnionych. System spowodował duże zamieszanie, bo działał bardzo awaryjnie. W sieci można znaleźć dziesiątki filmów ze strasznymi wpadkami sztucznej inteligencji podczas przyjmowania zamówień. Dwoje ludzi zaśmiewa się, dostawszy rachunek z doliczonymi setkami dolarów za nuggetsy. W innym przypadku na paragonie pojawiły się lody z bekonem (oczywiście nieistniejące w realnym menu). McDonald’s nie zrywa jednak współpracy z IBM, chociaż informuje, że firmy będą musiały zdecydowanie poprawić sprawność systemu. Co przyniesie przyszłość, zobaczymy. A może frytki do tego? 250 porcji.

Biowłókna do domowego recyklingu

Nauka kolejny raz wkracza w świat mody. Wyobraź sobie, że kupujesz T-shirt, nosisz go kilka razy, a następnie nie wrzucasz do pralki, tylko poddajesz recyklingowi i robisz sobie nowy. Ale o co chodzi? Jak? Na pomysł wpadli naukowcy z University of Colorado Boulder, którzy zaproponowali całkiem rewolucyjny sposób traktowania tkanin. Wszystko zaczyna się od biowłókna. W tym przypadku chodzi o specyficzne włókno chemiczne zbliżone do żelatyny. Ze specjalnej mieszaniny tworzy je niewielka maszyna. Ot, taki kołowrotek na miarę XXI w. Podstawowe elementy układu to ogrzewana strzykawka-pompa zakończona dyszą, która uwalnia włókno zbierane potem na bębnach zanurzonych w roztworze utwardzającym. Włókna są tworzone z żelatyny, sieciowanej dzięki genipinie, naturalnemu aglikonowi roślinnemu. Można tu zastosować rozmaite naturalne barwniki w celu nadania koloru i otrzymywać nici o różnych właściwościach, z których następnie zostaje utkany materiał zbliżony do lnu. A gdy koszulka się znudzi albo zabrudzi, trafia do gorącej wody, gdzie wyrób mniej więcej po godzinie się rozpuszcza. Potem można stworzyć nowe włókno i nową tkaninę. Co ważne, maszyna do wyrobu włókien może kosztować niecałe 600 dol. Film: https://youtu.be/P7MAFol6q5U?si=pkrzmrwRD6rX2U00.

Neurostymulator w walce z padaczką

Epilepsja (padaczka) to poważne schorzenie neurologiczne, czasem nawet zagrażające życiu. W tym przypadku problemem jest nienaturalne działanie elektryczne mózgu. Niedawno media informowały o przypadku 12-latka, który w październiku 2023 r. przeszedł operację wszczepienia specjalnego urządzenia do mózgu. Chłopiec cierpi na zespół Lennoxa-Gastauta, będący bardzo ciężką postacią padaczki. W przypadku tego pacjenta objawiało się to wielokrotnymi atakami – od dziesiątek nawet do setek dziennie, często z utratą przytomności. Dodatkowo u chłopca zdiagnozowano autyzm oraz ADHD. Jego przypadkiem zajął się Great Ormond Street Hospital w Londynie. Opracowany przez tamtejszych lekarzy i inżynierów neurostymulator ma kształt kwadratu o boku 3,5 cm i grubości 6 mm i jest połączony z elektrodami, które stymulują określone obszary mózgu (dokładniej: międzymózgowie) minimalnymi dawkami stałego prądu elektrycznego. Eksperyment zakończył się pełnym sukcesem. Liczba ataków zmniejszyła się wielokrotnie, chłopiec nie traci już przytomności w ciągu dnia. Zespół badaczy zamierza teraz ulepszyć neurostymulator w taki sposób, aby także odpowiadał na zaburzenia impulsów w czasie rzeczywistym.

Bezbolesny system monitorowania zdrowia

Kontrola stanu zdrowia to kwestia niezmiernie istotna, ale człowiek nie może dzień w dzień wędrować do lekarza albo laboratorium analitycznego, aby badać poszczególne parametry swojego organizmu. Warto więc przyjrzeć się pomysłowi pracowników dwóch kanadyjskich uniwersytetów – McMaster University oraz University of Waterloo. Stworzyli oni niewielkie noszone urządzenie, które nazwali Wearable Aptalyzer. Składa się ono z matrycy cienkich hydrożelowych igieł, które penetrują skórę. Sięgają tylko tuż pod powierzchnię, lecz nie na tyle głęboko, aby doszło do uszkodzenia naczyń krwionośnych czy nerwów. Urządzenie zbiera w sposób ciągły istotne dane dotyczące niektórych markerów biochemicznych i przesyła je np. do smartfona. Aplikacja śledzi zmiany parametrów, pozwalając lekarzom na badanie i prognozowanie stanu chorego. Na razie jest to wstępna faza badań, ale jeśli wynalazek przejdzie fazę badań klinicznych, to będzie można powszechnie go wykorzystywać do monitorowania bieżącego stanu pacjenta.