Znajdź zawartość

Po raz pierwszy wykazano, że u pszczoły miodnej wystawionej na kontakt z nowoczesnymi pestycydami – sulfoxaflorem i imidakloprydem – dochodzi do uszkodzenia funkcji optomotorycznych, przez co zwierzę nie jest w stanie utrzymać ruchu w linii prostej. Dochodzi przy tym do uszkodzenia komórek mózgu oraz deregulacji genów odpowiadających za oczyszczanie organizmu z toksyn. To już kolejne dowody wskazujące, że te szeroko stosowane środki chemiczne są wysoce szkodliwe dla pożytecznych dla nas owadów, jak pszczoły. Jeśli człowiek, nie będący pod wpływem alkoholu czy środków odurzających, nagle utraci zdolność do pewnego poruszania się po linii prostej, może to wskazywać na uszkodzenia ośrodkowego układu nerwowego. Dokładnie takie same problemy ma pszczoła z uszkodzonym układem nerwowym. Wykazaliśmy, że insektycydy takie jak sulfoxaflor i imidaklopryd głęboko upośledzają zachowania pszczół opierające się na wskazówkach wzrokowych. To bardzo poważny problem, gdyż  odpowiednia reakcja na bodźce wzrokowe jest dla pszczół kluczowa dla nawigowania i przetrwania, mówi główna autorka badań doktor Rachel H. Parkinson z Uniwersytetu Oksfordzkiego. Organizacja Narodów Zjednoczonych ds. Wyżywienia i Rolnictwa (FAO), WHO, liczni naukowcy i organizacje pszczelarskie od dawana alarmują, że środki chemiczne z grupy neonikotynoidów są szkodliwe dla pszczół i innych zapylaczy. Mimo to są dopuszczone przez UE i szeroko stosowane w rolnictwie. Owady posiadają wrodzoną, opartą na sygnałach optycznych, zdolność do powrotu na prostą trasę po której się poruszały, czy to idąc czy lecąc. Parkinson i jej zespół przeprowadzili serię eksperymentów, podczas których idącym pszczołom wyświetlano m.in. obrazy sugerujące, że zostały zdmuchnięte z kursu i muszą dokonać jego korekty. Uczeni porównali zdolności optomotoryczne czterech grup dzikich pszczół. W każdej z grup znajdowało się od 22 do 28 zwierząt. Każdej z grup przez 5 dni podawano do picia roztwór cukru. W przypadku jednej z nich był on czysty, druga grupa otrzymała roztwór zanieczyszczony 50 ppb (części na miliard) imidaklopridem, trzecia miała roztwór zanieczyszczony 50 ppb sulfoxaflorem, a roztwór ostatniej zanieczyszczono 25 ppb imidaklopridem i 25 ppb sulfoxaflorem. W każdym eksperymencie pszczoły, które piły zanieczyszczone roztwory, wypadły znacznie gorzej, niż zwierzęta nie mające kontaktu z chemikaliami. Pszczoły takie np. gwałtownie zmieniały kierunek marszu tylko w jedną stronę, a nie reagowały na konieczność zmiany w drugą, lub też w ogóle nie reagowały na sygnały świadczące, że muszą skorygować kurs. Badacze wykazali też, że w mózgach pszczół poddanych działaniu chemikaliów w częściach odpowiedzialnych za przetwarzanie sygnałów wizualnych było więcej martwych komórek niż w mózgach zwierząt z grupy kontrolnej. Ponadto doszło też do rozregulowania genów odpowiedzialnych za oczyszczanie organizmu z toksyn. Jednak ten efekt był dość słaby i zależał od konkretnej pszczoły, więc jest mało prawdopodobne, by samo rozregulowanie genów odpowiadało za problemy z przetwarzaniem sygnałów wzrokowych. Żeby lepiej zrozumieć ryzyko, jakie dla pszczół stwarzają insektycydy, musimy zbadać, czy efekty takie zaobserwujemy też podczas lotu. Jeśli u pszczół pojawiają się takie same problemy w czasie lotu, może mieć to negatywne skutki dla ich zdolności do nawigowania, odżywiania się i zapylania roślin, mówi Parkinson. « powrót do artykułu

Pojazdy kosmiczne i urządzenia znajdujące się poza Księżycem są uzależnione od komunikacji z Ziemią, dzięki której znają swoją pozycję. Przed 2 laty NASA wysłała w przestrzeń kosmiczną Deep Space Atomic Clock, dzięki któremu oddalone od Ziemi pojazdy i urządzenia mają zyskać więcej autonomii. Agencja poinformowała właśnie o ustanowieniu nowego rekordu długotrwałej stabilności zegara atomowego. W celu wyliczenia trajektorii oddalonych od Ziemi pojazdów wykorzystuje się sygnały, wysyłane z Ziemi do pojazdu i odbierane ponownie na Ziemi. Używane są przy tym duże, wielkości lodówki, zegary atomowe na Ziemi, precyzyjnie rejestrujące czasy przybycia sygnałów. Jest to niezbędne do precyzyjnego określenia położenia pojazdu. Jednak dla robota pracującego np. a Marsie czy pojazdu podróżującego w znacznej odległości od Ziemi, konieczność oczekiwania na nadejście sygnału powoduje kumulujące się opóźnienia w pracy, które mogą łącznie trwać nawet wiele godzin. Jeśli takie pojazdy czy urządzenia posiadałyby własne zegary atomowe, mogłyby samodzielnie obliczać swoją pozycję i trajektorię. Jednak zegary takie musiałyby być bardzo stabilne. Przykładem niech będą satelity GPS. Każdy z nich jest wyposażony w zegar atomowy, jednak zegary te muszą być wielokrotnie w ciągu dnia korygowane, by zachowały odpowiednią stabilność. Wszystkie zegary atomowe mają pewien stopień niestabilności, co prowadzi do odchylenia wskazań od rzeczywistego upływu czasu. Jeśli odchylenia te nie będą korygowane, zaczną się nawarstwiać, co może mieć opłakane skutki dla urządzenia nawigującego w przestrzeni kosmicznej czy pracującego na odległej planecie. Jednym z celów misji Deep Space Atomic Clock jest badanie stabilności zegara atomowego w coraz dłuższych odcinkach czasu. NASA poinformowała właśnie, że udało się jej osiągnąć stabilność rzędu poniżej 4 nanosekund na ponad 20 dni. To oznacza, że w tym czasie odchylenie wskazań pokładowego zegara atomowego od czasu rzeczywistego było nie większe niż wspomniane 4 nanosekundy. Pozornie te 4 nanosekundy to niewiele, jednak, jak mówi Eric Burt, pracujący przy misji Deep Space Atomic Clock, fizyk specjalizujący się w zegarach atomowych, przyjmuje się, że niepewność rzędu 1 nanosekundy równa się niepewności rzędu 1 stopy, czyli ok. 30 centymetrów. Niektóre zegary systemu GPS muszą być aktualizowane kilkanaście razy na dobę, by zachować odpowiedni poziom stabilności. To oznacza, że GPS jest wysoce zależny od komunikacji z Ziemią. Deep Space Atomic Clock może być aktualizowany raz na tydzień lub rzadziej, co dawałoby takim urządzeniom jak GPS więcej autonomii, dodaje Burt. Amerykanie robią więc szybkie postępy. Jeszcze jesienią 2020 roku stabilność ich eksperymentalnego zegara była 5-krotnie mniejsza niż obecnie. Ta różnica wynika nie tylko z udoskonalenia samego zegara, ale również z udoskonalenia metod pomiarów jego stabilności, co było możliwe dzięki zebraniu przez ostatnie miesiące dodatkowych danych. Misja Deep Space Atomic Clock ma zakończyć się w sierpniu. NASA już jednak pracuje nad udoskonalonym Deep Space Atomic Clock-2, który zostanie dołączony do misji VERITAS (Venus Emissivity, Radio Science, InSAR, Topography, and Spectroscopy). Podobnie jak jego poprzednik, będzie to misja demonstracyjna, której celem będzie zwiększenie możliwości urządzenia i opracowanie nieistniejących obecnie rozwiązań sprzętowych i programowych. W czasie misji VERITAS zegar będzie mógł pokazać, na co go stać i sprawdzimy jego potencjalną przydatność podczas przyszłych misji kosmicznych, zarówno w czasie badań naukowych jak i nawigacji, stwierdził Todd Ely, główny naukowiec Deep Space Atomic Clock. « powrót do artykułu

Świetny węch może być nie jedyną niezwykłą cechów psów. Najnowsze badania wskazują, że zwierzęta te mogą też wykorzystywać ziemskie pole magnetyczne do wyszukiwania skrótów w nieznanym sobie terenie. To pierwsza tego typu sugestia dotycząca psów, zauważa Catherine Lohmann, biolog z University of North Carolina, która specjalizuje się w badaniu magnetorecepcji i systemu nawigacyjnego żółwi. Uczona przypomina, że psy – w porównaniu np. z gatunkami migrującymi – rzadko są badane pod kątem ich zdolności do nawigowania w terenie. To daje nam wgląd w to, w jaki sposób psy tworzą obraz otaczającej ich przestrzeni, stwierdza Richard Holland z Bangor University, badający nawigację ptaków. Już wcześniej pojawiały się pewne sugestie, że psy mogą wyczuwać pole magnetyczne naszej planety. W 2013 roku Hynek Burda z praskiego Uniwersytetu Nauk Przyrodniczych, który od 30 lat bada zjawisko magnetorecepcji, informował, że psy podczas wydalania zwykle ustawiają sie w linii północ-południe. Burda spekulował, że skoro odchody służą psom do znakowania i rozpoznawania terytorium, to takie ustawienie pozwala im określić lokalizację względem innych punktów w przestrzeni. Jednak statyczne określenie się w przestrzeni jest czymś zupełnie innymi niż nawigacja. Autorką najnowszych badań jest doktorantka Burdy, Kateřina Benediktová. Młoda uczona przyczepiła czterem psom nadajniki GPS oraz kamera i zabierała je na spacery po lesie. Do eksperymentów wybrała psy, które lubiły tropić dziką zwierzynę. Gdy pies wyczuł zwierzę śledził je po śladach średnio przez 400 metrów. Benediktovą interesowały zaś strategie, jakie psy wybierały podczas powrotu do niej. Zauważyła, że zwierzęta korzystają z dwóch strategii. Pierwsza z nich to powrót tą samą droga. Niewykluczone, że pies podążał z powrotem po tym samym śladzie zapachowym, po którym tropił zwierzynę. Druga ze strategii, nazwana przez uczoną „zwiadem”, polegała na tym, że pies wracał całkowicie nową drogą, w ogóle nie idąc po wcześniejszym śladzie. Gdy Benediktova pokazała Burdzie swoje dane, ten zauważył coś interesującego. Okazało się, że mniej więcej w połowie trasy „zwiadu” psy zatrzymywały się i przez około 20 metrów biegły wzdłuż linii północ-południe. Następnie kontynuowały „zwiad”. Zachowanie to wyglądało tak, jakby psy ustalały swoje położenie względem linii pola magnetycznego. Jednak Benediktová miała zbyt mało danych, by to potwierdzić. Młoda uczona i jej promotor postanowili więc przeprowadzić większy eksperyment. Wykorzystali w nim 27 psów, z którymi na przestrzeni 3 lat odbyli setki wycieczek po lesie. Szczegółowo przeanalizowali 223 „zwiady” powrotne. W czasie każdego z nich pies średnio przebywał drogę 1,1 kilometra. W 170 przypadkach psy zatrzymywały się, obracały i przebiegały około 20 metrów wzdłuż linii północ-południe. Okazało się, że te psy, które wykonały taki manewr, zwykle wracały do właściciela krótszą drogą, niż te, które go nie wykonywały. Naukowcy starali się, by psy nie miały żadnych wskazówek odnośnie tego, gdzie się znajdują. Dlatego też starano się je zabierać do tych części lasu, w których jeszcze nie były. Ponadto, gdy tylko pies był spuszczany ze smyczy i zaczynał iść tropem zwierzyny, jego właściciel się chował, by powracające zwierzę go nie widziało. Zwierzęta nie mogły też orientować się na zapach, gdyż rzadko w czasie badań zdarzało się tak, by wiatr wiał od właściciela w stronę powracającego psa. Burda mówi, że najbardziej prawdopodobnym wyjaśnieniem zachowań psów jest to mówiące, że zwierzęta wykorzystują ziemskie pole magnetyczne, by zorientować się, gdzie są. Lohmann, która jest pod wrażeniem badań czeskich kolegów zauważa, że takie wyjaśnienie zakłada jednocześnie, iż zwierzęta pamiętają swoją poprzednią pozycję względem pola magnetycznego i później wykorzystują te dane, by znaleźć najkrótszą drogę do domu. Jestem zaintrygowana, przyznaje uczona. Adam Miklósi, specjalista od psiego zachowania z Eötvös Loránd University, mówi, że zaprojektowanie odpowiednich eksperymentów, by udowodnić psią magnetorecepcję, będzie niezwykle trudne. Trudno jest bowiem spowodować, by zwierzę mogło opierać się wyłącznie na tego typu danych. Problem w tym, że aby na 100% udowodnić istnienie magnetorecepcji czy jakiegokolwiek innego zmysłu, trzeba by wykluczyć wszystkie pozostałe zmysły, mówi. Burda i Benediktová już mają pomysł na kolejny interesujący eksperyment. Chcą przyczepić psom do obróż magnesy, które zakłócą lokalne pole magnetyczne. Uczeni mają zamiar sprawdzić, czy zaburzy to psom zdolność do nawigowania. Miklósi stwierdza, że ewentualne potwierdzenie magnetorecepcji u psów nie będzie zaskoczeniem. Wydaje się bowiem, że jest to zdolność, która pojawiła się na wczesnych etapach ewolucji i powinien posiadać ją każdy ssak, który odbywa dalekie podróże. « powrót do artykułu

Ziemskie północne pole magnetyczne przemieszcza się z Kanady w stronę Syberii. Ruch ten jest tak szybki, że pojawiła się konieczność dokonana rzadkiej korekty Ziemskiego Modelu Magnetycznego. Opisuje on pole magnetyczne planety i jest podstawą wszystkich współczesnych systemów nawigacyjnych. Najnowsza wersja modelu pochodzi z roku 2015 i miała być używana do 2020 roku. Jednak zmiany pola magnetycznego są tak duże, że już teraz pojawiła się konieczność korekty modelu. Błąd cały czas się powiększa, mówi Arnaud Chulliat z National Centers for Environmental Information w amerykańskiej Narodowej Administracji Oceanicznej i Atmosferycznej. Problem leży częściowo w przemieszczającym się polu magnetycznym, a częściowo w innych zmianach zachodzących we wnętrzu Ziemi. Na przykład w 2016 roku głęboko pod północną częścią Ameryki Południowej i wschodnim Pacyfikiem część pola magnetycznego czasowo przyspieszyła. W roku 2018, gdy specjaliści z NOAA i British Geological Survey dokonali corocznego sprawdzenia, na ile aktualny model odpowiada rzeczywistym zmianom pola magnetycznego Ziemi okazało się, że jest on na granicy przekroczenia akceptowalnego marginesu błędów nawigacyjnych. Naukowcy zaczęli zastanawiać się, co takiego się stało. Okazało się, że nałożyły się dwa zjawiska. Po pierwsze impuls geomagnetyczny z 2016 roku przydarzył się zaraz po aktualizacji modelu, więc pole magnetyczne zaczęło zmieniać się gdy tylko przyjęto nowy model, a zmiany poszły w kierunku, którego nie przewidziano. Po drugie sytuację pogorszyła zmiana położenia północnego bieguna magnetycznego, który przemieszcza się w sposób nieprzewidywalny. Na przykład w połowie ubiegłego wieku przyspieszył on swoją wędrówkę z około 15 kilometrów na rok do około 55 km/rok. Do roku 2001 znalazł się na Oceanie Arktycznym, w 2018 roku przeciął linię zmiany daty, a obecnie podąża w kierunku Syberii. Fakt, że biegun magnetyczny przemieszcza się tak szybko, czyni cały ten region bardziej podatnym na duże błędy, mówi Chulliat. Naukowcy próbują zrozumieć, dlaczego pole magnetyczne Ziemi zmienia się tak szybko. Impulsy podobne do tego z 2016 roku mogą mieć swoje źródło w „hydromagentycznych” falach z głębi jądra. Z kolei szybkie przemieszczanie się bieguna magnetycznego może być spowodowane przez strumienie płynnego żelaza przemieszczające się szybko pod Kanadą. Wydaje się, że położenie północnego bieguna magnetycznego zależy od dwóch dużych obszarów w jądrze Ziemi, jednego pod Kanadą i jednego pod Syberią. Obszar pod Syberią wygrywa obecnie w to swoiste przeciąganie liny, stwierdził Phil Livermore z University of Leeds. Zmiana modelu magnetycznego planety miała nastąpić już 15 stycznia, jednak w związku z tzw. zamknięciem rządu USA przesunięto ją na 30 stycznia. « powrót do artykułu

Prostą w obsłudze nawigację wewnątrz budynków, mającą ułatwić osobom niewidomym i słabo widzącym samodzielne dotarcie do celu zaprojektowali studenci Politechniki Łódzkiej. Rozwiązanie wykorzystuje beacony, czyli niewielkie nadajniki sygnału radiowego, mogące komunikować się ze smartfonami. Nasze rozwiązanie nie wymaga przebudowy budynku, a jedynie znajomości jego planów oraz montażu beaconów, które jest łatwe i tanie. Zaprojektowaliśmy też prosty interfejs z wysokim kontrastem barw oraz komunikatami głosowymi, aby dostosować naszą aplikację do możliwości osób słabowidzących i niewidomych - mówi Zofia Durys z International Faculty of Engineering (IFE) PŁ. Pomysł na aplikację zrodził się podczas zajęć w ramach PBL (Problem Based Learning) w grupie studentów kierunku inżyniera biomedyczna na IFE PŁ. PBL polega na losowym dobraniu międzynarodowych grup studentów i postawieniu przed nimi problemu, z którym nie spotkali się nigdy wcześniej. Taki projekt rozwija m.in. umiejętności pracy w grupie - dodała Durys. Studenci mieli zaprojektować inteligentne rozwiązania dla osób z niepełnosprawnościami (ang. Smart building for people with disabilities). Jak przyznają, jednym z najtrudniejszych aspektów zadania było powiązanie tematu ze ściśle określoną grupą społeczną. Po rozmowach z osobami niepełnosprawnymi i przeprowadzeniu ankiet online na międzynarodowych portalach związanych z osobami niepełnosprawnymi, studenci postanowili zaprojektować rozwiązane adresowane do osób niewidomych i słabo widzących, dla których dużym problemem jest poruszanie się w nieznanych miejscach. Postanowiliśmy zaprojektować prostą w obsłudze nawigację wewnątrz budynków, pozwalającą na całkowitą samodzielność w dotarciu do celu. Program nawigacyjny ma komunikować się z beaconami rozmieszczonymi w budynku i informować o dalszej drodze - wyjaśniła współtwórczyni rozwiązania Natalia Jędrzejczak. Gdy smartfon wejdzie w zasięg beacona, może dostać od niego informacje zwrotną, w tym przypadku - dalsze wskazówki nawigacyjne. Urządzenia mają zasięg do kilkudziesięciu metrów i mogą lokalizować użytkownika z dokładnością do metra. Według studentów, po uruchomieniu aplikacji smartfon zbiera sygnały od najbliższego beacona i namierza użytkownika. Po lokalizacji wyświetla się plan budynku, dostosowany do często używanych przez niewidomych aplikacji, odczytujących dane z ekranu. Osoba korzystająca z programu nawigacyjnego wprowadza cel wędrówki, może to zrobić głosowo lub ręcznie, zależnie od swoich możliwości. Po wyznaczeniu najkrótszej trasy, komunikaty głosowe prowadzą użytkownika do celu. Po dotarciu można wybrać opcję kontynuowania drogi lub wyjść z aplikacji. Zdaniem Jędrzejczak, odpowiednie rozstawienie beaconów sprawi, że precyzja nawigacji będzie duża. Zapewni to niepełnosprawnym większą swobodę i niezależność poruszania się po obiektach. Mamy nadzieję, że takimi rozwiązaniami zainteresują się międzynarodowe firmy i wesprą dostępność inteligentnych rozwiązań dla niepełnosprawnych - dodała. Obok Zofii Durys i Natalii Jędrzejczak w skład grupy wchodzą: Michał Żołdak i Fernando Espinosa z Hiszpanii. Opiekunami naukowymi i dydaktycznymi grupy byli: prof. Piotr Borkowski z Katedry Aparatów Elektrycznych PŁ i prof. Makoto Hasegawa z Chitose Institute of Science and Technology z Japonii. « powrót do artykułu