Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Papierowe mięśnie dla robotów
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Technologia
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Kamienie nerkowe to jedna z najbardziej rozpowszechnionych chorób układu moczowego. Cierpi na nie około 12% populacji. Obecnie usuwa się je za pomocą leków lub podczas zabiegów chirurgicznych. Jednak metody te są bardzo uciążliwe dla osób, które nie tolerują leków, albo też mają problem z wciąż nawracającymi kamieniami. Międzynarodowy zespół z Kanady, Hiszpanii i Niemiec pracuje nad niewielkimi robotami, których celem będzie rozpuszczanie kamieni nerkowych.
Nowa minimalnie inwazyjna technika została już z powodzeniem przetestowana na wydrukowanym trójwymiarowym modelu nerki. Roboty mają trafić w pobliże kamienia i rozpuścić go do tego stopnia, że w ciągu kilku dni samodzielnie opuści układ moczowy.
Testowane roboty mają około 1 centymetra długości, są wykonane z hydrożelu i zawierają mikromagnesy. Po wprowadzeniu do cewki moczowej, robotami można sterować za pomocą pola magnetycznego i umieścić je w pobliżu kamienia. Roboty zostały wyposażone w ureazę. To enzym, który odpowiada za rozkład mocznika na amoniak i dwutlenek węgla. Ureaza uwalnia się z hydrożelu i zwiększa zasadowość moczu, dzięki czemu znakomicie przyspiesza rozpuszczanie kamieni moczanowych i cystynowych, które w ciągu kilku dni opuszczają organizm. Dodatkową zaletą tej techniki jest fakt, że dzięki magnesom roboty są dobrze widoczne na USG, zatem przebieg leczenia można łatwo kontrolować. Roboty mają wymiary 1x1x12 mm, więc bez problemu powinny zmieścić się w każdym zakamarku układu moczowego i dotrzeć wszędzie tam, gdzie będą potrzebne.
Nie od dzisiaj wiadomo, że proces rozpuszczania kamieni nerkowych znacząco przyspiesza przy pH > 6, a ideałem jest osiągnięcie pH 7,0–7,2. Leki stosowane w leczeniu kamieni nerkowych mają za zadanie zwiększyć alkaliczność moczu. Jest to jednak proces długotrwały, a leki muszą być ciągle przyjmowane. Autorzy badań, wykorzystując swoje roboty, zwiększyli zasadowość sztucznego moczu z pH 6 do pH 7 w ciągu zaledwie godziny, a pH 9 osiągnęli w ciągu 24 godzin.
Oczywiście nie ma potrzeby, a nawet nie powinno się, zmieniać odczynu moczu na aż tak bardzo zasadowy. Nadmierna alkalizacja, pH > 7,5, sprzyja bowiem powstawaniu kamieni fosforanowych i struwitowych. Potwierdziły to zresztą badania. Najlepsze wyniki w redukcji masy kamienia – o 30% w ciągu 5 dni – osiągnięto przy pH 7.
Z wynikami badań można zapoznać się na stronie Advanced Healthcare Materials.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Roboty przeszły długą drogę. Od maszyn wykonujących serię z góry zaprogramowanych ruchów, po urządzenia uczące się, analizujące środowisko i samodzielnie podejmujące decyzje. O ile więc potrafią rozwijać swoją część logiczną, to element fizyczny pozostaje niezmienny. Robot to zamknięty system. Nie jest zdolny do naprawy czy dostosowania się do środowiska. Tymczasem prawdziwa autonomia robotów oznacza, że muszą one nie tylko samodzielnie myśleć, ale być w stanie podtrzymać swoje istnienie, mówi Philippe Martin Wyder. Tak jak systemy biologiczne pobierają zasoby ze środowiska i włączają je w swoje organizmy, nasze roboty rosną, dostosowują się i reperują korzystając z zasobów otoczenia lub części innych robotów, dodaje uczony.
Wyder stoi na czele grupy naukowców z Columbia University, która opublikowała na łamach Science Advances artykuł pod znamiennym tytułem Robot metabolism: Toward machines that can grow by consuming other machines.
Naukowcy stworzyli, inspirowany zabawką Geomag, robotyczne wyposażone w magnesy urządzenie o nazwie Truss Link. Truss Link może rozszerzać się, kurczyć i łączyć z innymi identycznymi modułami, tworząc coraz bardziej skomplikowane struktury. Badacze pokazali, w jaki sposób Truss Link samodzielnie buduje kształt dwuwymiarowy, następnie trójwymiary. A widoczny na filmie czworościan udoskonalił się, dołączając kolejny element, dzięki któremu zwiększył prędkość swojego przemieszczania się o ponad 66,5%.
To oczywiście początek badań i prezentacja pewnej koncepcji, wyznacza jednak kolejny kierunek rozwoju robotów. Naukowcy z Columbia University uważają, że w przyszłości roboty będą posiadały umiejętność podtrzymywania swojego istnienia poprzez samodzielne naprawy za pomocą zasobów otoczenia, będą mogły rozbudowywać się czy zmieniać w zależności od potrzeb. Uczeni nazwali te proces „metabolizmem robotów”.
Metabolizm robotów do cyfrowy interfejs ze światem fizycznym, który pozwala sztucznej inteligencji nie tylko rozwijać się pod względem poznawczym, ale również fizycznym. To nowy wymiar autonomii. Początkowo systemy zdolne do takiego metabolizmu będą wykorzystywane w wyspecjalizowanych zadaniach, jak eksploracja kosmosu czy usuwanie skutków katastrof. W końcu jednak o otwiera to perspektywę świata, w którym sztuczna inteligencja buduje fizyczne struktury lub tworzy roboty równie łatwo, jak dzisiaj pisze maila, wyjaśnia Wyder.
Współautor badań, Hod Lipson, zauważa, że wizja samoreplikujących się lub przebudowujących robotów wygląda jak scenariusz z filmu science fiction. Jednak faktem jest, że już teraz powierzamy robotom coraz większą część naszego życia – od autonomicznych pojazdów, poprzez automatyczne fabryki po zadania z zakresu obronności czy eksploracji kosmosu. Kto będzie konserwował i naprawiał te roboty? Nie możemy polegać wyłącznie na ludziach. Roboty muszą w końcu nauczyć się dbać same o siebie.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Grupa amerykańskich uczonych opracowała pierwszy materiał 2D z mechanicznie splecionych molekuł. Materiał przypomina strukturą kolczugę. Jest dzięki temu wyjątkowo elastyczny i wytrzymały. W przyszłości może posłużyć do stworzenia lekkich i wytrzymałych kamizelek kuloodpornych i znaleźć zastosowanie wszędzie tam, gdzie potrzebna jest elastyczność i wytrzymałość. Nowy materiał zawiera 100 bilionów splotów na cm2. To najgęstszy kiedykolwiek stworzony splot mechaniczny.
Stworzyliśmy zupełnie nową strukturę polimerową. Jest ona podobna do kolczugi w tym, że nie rozdziera się łatwo, gdyż każde z mechanicznych połączeń ma pewien zakres swobody i może się przemieszczać. Jeśli ją zaczniesz rozciągać, siła zostanie rozproszona w różnych kierunkach. A gdy zechcesz ją podrzeć, musisz rozdzielić ją w wielu miejscach. Wciąż badamy właściwości tego polimeru i prawdopodobnie zajmie to nam całe lata, mówi William Dichtel z Northwestern University.
Naukowcy od lat próbowali uzyskać polimer o mechanicznie zazębionych molekułach, ale nie potrafili spowodować, by molekuły polimeru łączyły się ze sobą mechanicznie. Zespół Dichtela zaczął pracę od ułożenia monomerów mających kształt X w uporządkowaną strukturę krystaliczną. Następnie przeprowadzili reakcję takich kryształów z inną molekułą, tworząc mechaniczne wiązania pomiędzy molekułami w krysztale. W ten sposób uzyskali kryształ składający się dwuwymiarowych mechanicznie splątanych warstw polimeru. W każdej z takich warstw monomery w kształcie X są zazębione z innymi monomerami w kształcie X. A w wolne miejsca pomiędzy nimi wplecione są kolejne monomery. Struktura taka jest zaskakująco elastyczna
Gdy naukowcy umieścili swój kryształ w rozpuszczalniku okazało się, że poszczególne warstwy oddzielają się od siebie. Nie ma zbyt wielu elementów, które utrzymywałyby cały polimer razem. Gdy więc włożyliśmy go do rozpuszczalnika, kryształ się rozpadł, ale każda z dwuwymiarowych warstw trzymała się razem. Mogliśmy manipulować tymi warstwami, mówi Dichtel.
Współpracujący z Dichtelem naukowcy z Duke University, zainspirowani wytrzymałością nowego polimeru, połączyli go z Ultemem. To bardzo wytrzymały polimer przemysłowy. Jest odporny na wysokie temperatury, działanie silnych kwasów i zasad. Stworzyli kompozyt składający się z 97,5% Ultemu i 2,5% nowego polimeru. Wystarczył tak niewielki odsetek nowego polimeru, by znacząco poprawić ogólną wytrzymałość Ultemu. Zdaniem Dichtela to wskazówka, że uzyskany właśnie materiał może znacząco poprawić właściwości innych materiałów. Przed nami jeszcze sporo analiz do przeprowadzenia, ale już teraz możemy powiedzieć, że poprawia on wytrzymałość kompozytów. Niemal każda jego właściwość, którą już zmierzyliśmy, była w jakiś sposób wyjątkowa, cieszy się uczony.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
W 1535 roku sekretarz stanu i członek wpływowej Tajnej Rady Henryka VIII, sir Ralph Sadler, wybudował dla siebie dom w Hackney. Ten pierwszy budynek mieszkalny w obecnej dzielnicy Londynu znany jest obecnie jako Sutton House. Przez wieki przechodził zmienne koleje losu, miał różnych właścicieli, w XVII wieku mieściła się w nim szkoła dla dziewcząt. Pod koniec lat 80. XX wieku National Trust przeprowadził remont, podczas którego pod podłogą znaleziono liczne efemera. Zostały one starannie zachowane. Dopiero teraz grupa ochotników zajęła się ich katalogowaniem i dokonała niezwykle rzadkiego odkrycia.
Wśród gruzu sprzed wieków, kawałków tkanin, kości i innych obiektów znaleziono kilkucentymetrowe, papierowe wycinanki, z których niektóre zostały ręcznie pokolorowane. Osiem z nich datowano na koniec XVII wieku, kiedy to wycinanie z papieru dopiero zdobywało w Wielkiej Brytanii popularność jako sposób na spędzanie wolnego czasu. Jak łatwo się domyślić, wycinanki z tego okresu są niezwykle rzadkie.
Wycinanki z Sutton House pochodzą z okresu, gdy w budynku mieściła się szkoła dla dziewcząt. Musiały więc zostać wykonane przez uczennice. Widzimy wśród nich gwiazdę wykonaną ze składanego papieru, wyciętego pokolorowanego lisa, kąpiącą się kobietę, kurę, ptaka oraz parę ubraną w wiejskie stroje z epoki.
W XVII wieku sztuką wycinania najczęściej zajmowały się kobiety i dziewczęta, które w ten sposób pokazywały swoje zainteresowania, zmysł artystyczny oraz zręczność. Dziewczęta uczyły się z wycinania z papieru na równi z haftowaniem i wyszywaniem. W tym czasie popularność zdobywało też tworzenie figur ze składanego papieru. Szczególnie często bawiono się w ten sposób składając serwetki przy stole.
Papierowe wycinanki rzadko się zachowują, tym cenniejsze jest obecne znalezisko. Wycinanie miało jednak prawdopodobnie wpływ na rozwój kolejnych dziedzin sztuki, takich dekupaż, szczególnie popularny w epoce wiktoriańskiej.
Doktor Isabella Rosner, która specjalizuje się w badaniu kultury materialnej początków epoki współczesnej zauważyła, że wycinanki z Sutton House są niemal identyczne z jedynymi dwoma przykładami takiej sztuki z XVII wieku, które dotrwały do naszych czasów. Jeden z tych przykładów to dekorowane pudełko z lat 80. XVII wieku znajdujące się w zbiorach Witney Antiques.
Sztuka wycinania z papieru była opisywana w książkach dla pań domu w XVII wieku. Należy tutaj wymienić przede wszystkim książki Hannah Woolley „A Guide to Ladies” z 1668 roku oraz „A Supplemen to the Queen-Like Closet” z 1674. W połowie XVII wieku Hackney było centrum dziewczęcej edukacji w Anglii. Od 1657 roku dyrektorką szkoły była Sarah Freeman. W Hackney istniała też szkoła założona przez Hannah Woolley i jej męża. Specjaliści przypuszczają, że po śmierci męża pani Woolley mogła uczyć w Sutton House. Możliwe więc, że znalezione właśnie wycinanki to dzieła dziewcząt i nastolatek, które powstały pod kierunkiem Woolley, cieszy się Rosner.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Naturalne jaskinie to ważne cele przyszłych misji NASA. Będą one miejscem poszukiwań dawnego oraz obecnego życia w kosmosie, a także staną się schronieniem dla ludzi, mówi Ali Agha z Team CoSTAR, który rozwija roboty wyspecjalizowane w eksploracji jaskiń. Jak wcześniej informowaliśmy, na Księżycu istnieją gigantyczne jaskinie, w których mogą powstać bazy.
Team CoSTAR, w skład którego wchodzą specjaliści z Jet Propulsion Laboratory i California Instute of Technology to jednym z zespołów, który przygotowuje się do wzięcia udziału w tegorocznych zawodach SubT Challenge organizowanych przez DARPA (Agencja Badawcza Zaawansowanych Projektów Obronnych).
CoSTAR wygrał ubiegłoroczną edycję SubT Urban Circuit, w ramach której roboty eksplorowały tunele stworzone przez człowieka. Teraz coś na coś trudniejszego i mniej przewidywalnego. Czas na naturalne jaskinie i tunele.
Specjaliści z CoSTAR i ich roboty pracują w jaskiniach w Lava Beds National Monument w północnej Kalifornii. Jaskiniowa edycja Subterranean Challenge jest dla nas szczególnie interesująca, gdyż lokalizacja taka bardzo dobrze pasuje do długoterminowych planów NASA. Chce ona eksplorować jaskinie na Księżycu i Marsie, w szczególności jaskinie lawowe, które powstały w wyniku przepływu lawy. Wiemy, że takie jaskinie istnieją na innych ciałach niebieskich. Kierowany przez Jen Blank zespół z NASA prowadził już testy w jaskiniach lawowych i wybrał Lava Beds National Monument jako świetny przykład jaskiń podobnych do tych z Marsa. Miejsce to stawia przed nami bardzo zróżnicowane wyzwania. Jest tam ponad 800 jaskiń, mówi Ben Morrell z CoSTAR.
Eksperci zwracają uwagę, że istnieje bardzo duża różnica w dostępności pomiędzy tunelami stworzonymi przez człowieka, a naturalnymi jaskiniami. Z jednej strony struktury zbudowane ludzką ręką są bardziej rozwinięte w linii pionowej, są wielopiętrowe, z wieloma poziomami, schodami, przypominają labirynt. Jaskinie natomiast charakteryzuje bardzo trudny teren, który stanowi poważne wyzwanie nawet dla ludzi. Są one trudniej dostępne, z ich eksploracją wiąże się większe ryzyko, są znacznie bardziej wymagające dla systemów unikania kolizji stosowanych w robotach.
Agha i Morrell mówią, że jaskinie lawowe ich zaskoczyły. Okazały się znacznie trudniejsze niż sądzili. Stromizny stanowią duże wyzwanie dla robotów. Powierzchnie tych jaskiń są niezwykle przyczepne. To akurat korzystne dla robotów wyposażonych w nogi, jednak roboty na kołach miały tam poważne problemy. Przed urządzeniami stoją tam zupełnie inne wyzwania. Zamiast rozpoznawania schodów i urządzeń, co było im potrzebne w tunelach budowanych przez człowieka, muszą radzić sobie np. z nagłymi spadkami czy obniżającym się terenem.
Miejskie tunele są dobrze rozplanowane, nachylone pod wygodnymi kątami, z odpowiednimi zakrętami, prostymi korytarzami i przejściami. Można się tam spodziewać równego podłoża, wiele rzeczy można z góry zaplanować. W przypadku jaskiń wielu rzeczy nie można przewidzieć.
Celem SubT Challenge oraz zespołu CoSTAR jest stworzenie w pełni autonomicznych robotów do eksploracji jaskiń. I cel ten jest coraz bliżej.
Byliśmy bardzo szczęśliwi, gdy podczas jednego z naszych testów robot Spot [Boston Dynamics – red.] w pełni autonomicznie przebył całą jaskinię. Pełna autonomia to cel, nad którym pracujemy zarówno na potrzeby NASA jak i zawodów, więc pokazanie, że to możliwe jest wielkim sukcesem, mówi Morrell. Innym wielkim sukcesem było bardzo łatwe przełożenie wirtualnego środowiska, takiego jak systemy planowania, systemy operacyjne i autonomiczne na rzeczywiste zachowanie się robota, dodaje. Jak jednak przyznaje, zanotowano również porażki. Roboty wyposażone w koła miały problemy w jaskiniach lawowych. Dochodziło do zużycia podzespołów oraz poważnych awarii sprzętu. Ze względu na epidemię trudno było sobie z nimi poradzić w miejscu testów, stwierdza ekspert.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.