Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Kamizelka do zdalnego sterowania psem
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Nauki przyrodnicze
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Od wielu lat inżynierowie z Uniwersytetu Harvarda tworzą elastyczne robotyczne stroje dla osób z upośledzeniem ruchu w wyniku udarów czy chorób neurodegeneracyjnych. Stroje takie służą nie tylko pomocą przy wykonywaniu codziennych czynności, ale równie pomagają przy terapii, której celem jest odzyskanie mobilności. Jednak nie ma dwóch identycznych osób, a nasz sposób poruszania się jest wysoce zindywidualizowany. Szczególnie jest to widoczne u osób z zaburzeniami mobilności. To zaś powoduje, że bardzo trudno jest stworzyć urządzenie, które nadawałoby się dla różnych osób.
Rozwiązaniem tego problemu może być wykorzystanie systemów maszynowego uczenia się. Profesor Conor Walsh i jego zespół z John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) na Uniwersytecie Harvarda od sześciu lat współpracują z lekarzami z Massachusetts General Hospital oraz naukowcami z Harvard Medical School. Efektem współpracy ze specjalistą od udarów i rehabilitacji układu nerwowego doktorem Dawidem Linem oraz specjalistką od stwardnienia rozsianego doktor Sabriną Paganoni jest specjalna kamizelka zdolna do uczenia się ruchów indywidualnego pacjenta i pomagająca mu poruszać kończyną wymagającą rehabilitacji.
Problemem dla osób z upośledzeniami ruchomości jest na przykład wykonanie serii powtarzalnych ruchów, potrzebnych na przykład przy myciu zębów czy jedzeniu. Mają problemy z uniesieniem ramienia na odpowiednią wysokość, utrzymaniem go, ramię bardzo szybko się męczy, gdy trzeba takie ruchy powtarzać. Wstępne wersje samouczącej się kamizelki zwracały uwagę tylko na ruchy pacjenta. Okazało się, że gdy kamizelka pomogła unieść ramię, chorzy mieli problem z jego opuszczeniem. Niektórzy nie mieli siły, by przezwyciężyć opór robota. Dlatego też w nowej wersji dodano model fizyczny, który przewiduje minimalną siłę, potrzebną do pomocy w poruszeniu kończyny. Dzięki temu pacjenci nie tylko odczuwają pomoc jako bardziej naturalną, ale nie mają większych problemów z samodzielnym opuszczaniem ramienia.
Nowe urządzenie przetestowano na 9 osobach, 5 po udarach i 4 ze stwardnieniem zanikowym bocznym. Dla osób ze stwardnieniem rozsianym najważniejszymi aspektami są komfort, łatwość użycia i dostosowywanie się urządzenia do ich specyficznych potrzeb i wzorców ruchu. Personalizacja jest tutaj kluczowym elementem pozwalającym pacjentom na osiągnięcie niezależności i poprawienie jakości ich życia. Nasze urządzenie ma potencjał znaczącej poprawy funkcjonowania górnych kończyn, zwiększenia aktywności pacjentów oraz redukcji wykonywanych przez nich ruchów kompensujących, stwierdza Paganoni.
Testy wykazały, że już obecna wersja kamizelki jest w stanie z 94-procentową dokładnością odróżniać ruchy ramienia, pozwala chorym uzyskać większy zakres ruchu ramienia, łokcia i nadgarstka, dzięki czemu nie muszą oni całym ciałem kompensować niedoborów. To zaś powoduje, że ich sposób poruszania się jest bardziej dokładny i efektywny.
Więcej informacji: Personalized ML-based wearable robot control improves impaired arm function.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Naukowcy z Northeastern University odkryli, w jaki sposób można na żądanie zmieniać elektroniczny stan materii. Potencjalnie może to doprowadzić do stworzenia materiałów elektronicznych, które pracują z 1000-krotnie większą prędkością niż obecnie i są bardziej wydajne. Możliwość dowolnego przełączania pomiędzy przewodnikiem a izolatorem daje nadzieję na zastąpienia krzemowej elektroniki mniejszymi i szybszymi materiałami kwantowymi. Obecnie procesory pracują z częstotliwością liczoną w gigahercach. Dzięki pracom uczonych z Northeastern, w przyszłości mogą być to teraherce.
Opisana na łamach Nature Physics technika „termicznego chłodzenia” (thermal quenching) polega przełączaniu materiału pomiędzy izolatorem a przewodnikiem za pomocą kontrolowanego podgrzewania i schładzania. Współautor odkrycia, profesor Gregory Fiete porównuje tę metodę do przełączania bramek w tranzystorze. Każdy, kto kiedykolwiek używał komputera, doszedł w pewnym momencie do punktu, w którym chciał, by komputer działał szybciej. Nie ma nic szybszego niż światło, a my używamy światła do kontrolowania właściwości materiałów z największą prędkością, jaką dopuszcza fizyka, dodaje uczony.
Naukowcy w temperaturze bliskiej temperaturze pokojowej oświetlali materiał kwantowy 1T-TaS2 uzyskując „ukryty stan metaliczny”, który dotychczas był stabilny w temperaturach kriogenicznych, poniżej -150 stopni Celsjusza. Teraz osiągnięto ten stan w znacznie bardziej praktycznych temperaturach, sięgających -60 stopni C, a materiał utrzymywał go przez wiele miesięcy. To daje nadzieję na stworzenie podzespołów składających się z jednego materiału, który w zależności od potrzeb może być przewodnikiem lub izolatorem.
Źródło: Dynamic phase transition in 1T-TaS2 via a thermal quench, https://www.nature.com/articles/s41567-025-02938-1
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Jeśli Twój pies uwielbia się kąpać i z chęcią wskakuje do wody na spacerze, nie powinien być zabezpieczany nakładanymi na skórę środkami przeciwko pchłom i kleszczom. Badania pokazały bowiem, że jeśli stosujemy takie środki, to natychmiast po tym, jak pies wejdzie do wody, jego skóra i futro mogą uwalniać duże ilości substancji szkodliwych dla zwierząt wodnych i zwierząt, które je jedzą, jak na przykład ptaki. Co więcej, te substancje mogą się uwalniać nawet przez 28 dni od ich nałożenia.
Początkowo środki nakładane na skórę psa były uważane za bezpieczne, jednak w 2011 roku Europejska Agencja Leków opublikowała sugestię, że mogą być szkodliwe dla zwierząt wodnych przez 48 godzin po nałożeniu. Jednak były to tylko przypuszczenia, które nie opierały się na eksperymentach.
Dopiero teraz grupa badaczy przeprowadziła badania na kilkudziesięciu psach, u których stosowano albo fipronil albo imidaklopryd. Okazało się, że nawet po 28 dniach ilość szkodliwych substancji trafiających do wody z ciała dużego psa może być na tyle duża, że ich stężenie przekroczy bezpieczny poziom w 100 metrach sześciennych wody. Jeśli więc w stawie często kąpią się psy, poziom zanieczyszczeń pochodzący ze środków, którymi są chronione przed pchłami i kleszczami, może być niebezpieczny dla środowiska wodnego.
Szczegóły badań zostały opublikowane na łamach pisma VetRecord.
Źródło: Swimming emissions from dogs treated with spot-on fipronil or imidacloprid: Assessing the environmental risk
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Kim jest dla człowieka pies? Wiele osób określa go mianem przyjaciela, dla innych jest jak dziecko czy członek rodziny. Naukowcy z Wydziału Biologii budapesztańskiego ELTE Eötvös Loránd University postanowili sprawdzić, jaką dokładnie rolę odgrywa pies w sieci ludzkich więzi społecznych. Naukowcy wykorzystali 13 różnych skali badawczych do porównania związków człowiek-pies ze związkami człowiek-człowiek.
Okazało się, że relacja właściciel-pies to połączenie związków człowieka z dzieckiem i człowieka z najlepszym przyjacielem, a na wszystko nałożony jest wysoki stopień kontroli nad zwierzęciem. To niezwykła relacja, w której mieszczą się pozytywne aspekty związków człowiek-dziecko, ale brak jest negatywnych aspektów związku człowiek-przyjaciel. Co interesujące, wielu właścicieli psów stwierdza, że więź łącząca ich ze zwierzęciem jest ważniejsza i silniejsza niż więź łącząca ich z człowiekiem. Jednak badania pokazały, że im więcej wsparcia występuje w relacji człowiek-człowiek, tym więcej jest go w relacji człowiek-pies, a to sugeruje, że związek z psem uzupełnia i wzbogaca związki z ludźmi, a nie jest związkiem zastępczym, kompensującym niedobory.
W skład ludzkich sieci społecznych wchodzą różni partnerzy, z którymi łączą nas różne relacje i metody wsparcia. Inna relacja łączy nas z przyjacielem, inna z dzieckiem, jeszcze inna z żoną czy mężem, a odmienna z sąsiadem. Węgierscy uczeni zbadali, jaki jest miejsce relacji z psem w tych sieciach.
W tym celu poprosili o pomoc ponad 700 właścicieli psów, którzy opisali swoje relacje z nimi na 13 skalach dotyczących psów oraz porównali je z 4 skalami dotyczącymi ludzi: ich własne dziecko, najbliższy krewny, najlepszy przyjaciel, partner połączony więzami miłości.
Z badań wynika, że właściciele psów oceniają łączące ich relacje jako najbardziej satysfakcjonujące, a pies jest najlepszym towarzyszem. Uważają też, że pies kocha ich najbardziej ze wszystkich innych partnerów. Co więcej – podobnie jak ma to miejsce w przypadku relacji z dzieckiem – pies był oceniany bardzo wysoko w kontekście troski i bezpieczeństwa relacji oraz – jak ma to miejsce w przypadku najlepszego przyjaciela – relację z psem charakteryzował niski poziom antagonizmów i konfliktów.
Jednocześnie jednak badania wykazały wielką nierównowagę sił w relacji człowiek-pies. Większą niż w jakiejkolwiek relacji człowiek-człowiek. W przeciwieństwie do relacji międzyludzkich, właściciel sprawuje całkowitą kontrolę nad psem, podejmuje większość decyzji, co ma wpływ na wysoki poziom satysfakcji właściciela. W porównaniu z ludźmi relację z psem charakteryzuje niewielka liczba konfliktów i interakcji negatywnych, stwierdzają autorzy badań, dodając, że ta asymetria wpływu i znaczenia jest dla wielu ludzki zasadniczym elementem relacji.
To pokazuje, że psy zajmują wyjątkowe miejsce w sieci naszych powiązań społecznych. Oferują emocjonalną bliskość jak dzieci, łatwą relację jak z najlepszym przyjacielem oraz przewidywalność tej relacji, gdyż jest ona kształtowana i kontrolowana przez człowieka. To wyjaśnia, dlaczego z psami łączą nas tak głębokie związki, stwierdza Enikő Kubinyi.
Uczeni odkryli też, że im silniejsze więzi z ludźmi, tym silniejsze z psem. Spodziewaliśmy się, że ludzie, którzy mają słabsze relacje z innymi ludźmi, będą bardziej polegali na związkach z psami, ale uzyskane przez nas wyniki temu przeczą. Ludzie nie wykorzystują psów jako rekompensaty niewystarczającego wsparcia ze strony innych ludzi, stwierdza współautorka badań Dorottya Ujfalussy.
Naukowcy zauważają jednak, że ich próbka składała się z ochotników, można więc przypuszczać, że ludzie, którzy zgłosili się do badań, mogli być bardziej usatysfakcjonowani ze swojej relacji z psami niż przeciętny właściciel czworonoga. Niewykluczone zatem, że badania nie wyłapały osób, które bardziej polegają na związkach z psami. Psy oferują różne poziomy wsparcia społecznego i emocjonalnego, w zależności od potrzeb właściciela. Jedni ludzie poszukują towarzystwa i zabawy, inni zaufania i stabilności, jeszcze inni lubią się kimś opiekować, wyjaśnia główna autorka badań Borbála Turcsán.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Każdy z nas potrafi przywołać z pamięci charakterystyczny widok psa otrzepującego się po wyjściu z wody. Podobnie otrzepują się wszystkie zwierzęta posiadające futro. Jednak do niedawna nauka nie wiedziała, jaki mechanizm uruchamia takie zachowanie. O wiedzę tę wzbogacił nas właśnie profesor neurobiologii David Ginty i jego zespół z Wydziału Neurobiologii Harvard Medical School.
Naukowcy wykorzystali nowoczesne narzędzia, które w znacznej mierze sami opracowali, do wyizolowania i śledzenia pojedynczych neuronów oraz stymulowania ich lub blokowania za pomocą światła. Dzięki nim dowiedzieli się, że za aktywowanie takiego zachowania odpowiadają łatwo pobudliwe mechanoreceptory typu C (C-LTMRs). Receptory te stanowią wczesny system ostrzegania, że coś – insekt, woda czy brud – za chwilę wejdzie w kontakt ze skórą. To wrodzony mechanizm odruchowy, który jednak zwierzę może kontrolować. Profesor Ginty porównuje jego działanie do sytuacji, gdy na naszym ramieniu wyląduje komar. Możemy odruchowo potrząsnąć ramieniem czy uderzyć owada dłonią, ale możemy też się powstrzymać.
Naukowcy z laboratorium Ginty'ego wykorzystali olej słonecznikowy, którego krople nakładali na grzbiet myszy, które genetycznie zmodyfikowano tak, by za pomocą światła stymulować lub blokować specyficzne neurony. Tak zaawansowane eksperymenty stały się możliwe dzięki temu, że w ciągu ostatnich dwóch dekad opracowano potężne narzędzia genetyczne.
Na skórze znajduje się około 20 różnego typu receptorów czuciowych. Około 12 z nich jest odpowiedzialnych za rejestrowanie różnego typu dotyku, od szybkiego ukłucia, przez wibracje po delikatne masowanie. Receptory C-LTMR są owinięte wokół podstawy mieszków włosowych i należą do najbardziej czułych receptorów skóry. Rejestrują najlżejsze ruchy włosa czy ugięcie skóry wokół jego podstawy. Z receptora sygnały wędrują do mózgu za pośrednictwem rdzenia kręgowego.
Wielką zaletą technik wykorzystanych przez laboratorium Ginty'ego jest możliwość przyjrzenia się temu, co dzieje się w rdzeniu. Rozumiemy sposób organizacji neuronów przetwarzających informacje wizualne i dźwiękowe. Jeśli jednak chodzi o dotyk, o przetwarzanie sygnałów somatosensorycznych, dopiero próbujemy to zrozumieć, gdyż bardzo trudno jest uzyskać dostęp i rejestrować to, co dzieje się w rdzeniu kręgowym, stwierdza uczony.
Jego zespołowi udało się zidentyfikować konkretny obszar w mózgu, do którego trafia sygnał skłaniający psa do otrzepania się, ale wiele jeszcze pozostaje do zbadania. Naukowcy wciąż nie wiedzą, czy zidentyfikowany przez nich szlak nerwowy jest jedynym mechanizmem biorącym udział w reakcji na kontakt z wodą czy też istnieją jeszcze inne, niezidentyfikowane. Trudno jest odpowiedzieć na to pytanie, gdyż narzędzia, jakich zwykle używamy, rzadko w 100 procentach blokują to, co byśmy chcieli. Dlatego nie wiemy, czy obserwowane zachowanie wynika z 10% niezablokowanych sygnałów, czy też istnieje inna droga ich przekazywania, czy inny typ komórki, który przeoczyliśmy. W tym przypadku chodzi raczej o to drugie, ale nie jesteśmy pewni, wyjaśnia uczony.
Drugie pytanie, na które trzeba odpowiedzieć brzmi: dlaczego, skoro C-LTMR znajdują się na całym ciele, otrzepywanie się jest uruchamiane tylko w przypadku zmoczenia środkowej części grzbietu? Można to w pewnej mierze wyjaśnić faktem, że ta część ciała znajduje się poza zasięgiem łap i zębów. Nie tłumaczy to jednak, jak to się dzieje, że sygnały pochodzące z takich samych neuronów i trafiające do tych samych części mózgu, raz wywołują otrzepywanie się, a innym razem nie. Być może, zastanawiają się badacze, sygnały ze środkowej części grzbietu trafiają do innych regionów jądra okołoramieniowego w mózgu, niż sygnały z pozostałej części ciała. A może te z grzbietu są wzmacniane w rdzeniu kręgowym, dlatego wywołują taką reakcję.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.