Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  

Recommended Posts

Badacze z Imperial College London opracowali czujnik, który pozwala monitorować parametry życiowe zwierząt i ludzi, odpowiednio, przez futro i ubranie. Zespół porównuje swój wynalazek do elastycznej głowicy stetoskopu.

Autorzy artykułu z pisma Advanced Functional Materials wyliczają, że za pomocą ich rozciągliwego kompozytowego przetwornika akustycznego można monitorować np. tętno czy częstość oddechu. Nie przeszkadza przy tym sierść i do 4 warstw ubrania.

Brytyjczycy uważają, że ich wynalazek przyda się nie tylko właścicielom zwierząt, ale i weterynarzom, którzy by monitorować stan zwierzęcia w czasie operacji, nie będą musieli golić jego futra. Ekipa wspomina też o usprawnieniu pracy psów tropiących, poszukujących bomb i zaginionych osób. W przypadku ludzi można by mierzyć parametry życiowe przez ubranie, bez kontaktu ze skórą.

Uważa się, że ubieralne rozwiązania odegrają ważną rolę w monitorowaniu zdrowia i wczesnym wykrywaniu chorób. Nasza rozciągliwa, elastyczna propozycja to całkowicie nowy typ czujnika do monitorowania zdrowia zwierząt i ludzi przez sierść lub ubranie - podkreśla dr Firat Guder.

W przypadku ludzi mamy sporo różnych urządzeń monitorujących, lecz dla psów, kotów i innych zwierząt nie ma obecnie zbyt wielu ubieralnych opcji. Brytyjczycy sugerują, że jednym z powodów jest to, że dzisiejsze rozwiązania nie spełniają swojej funkcji przez futro.

Rozwiązanie zaprezentowane przez zespół z Imperial College London jest wytwarzane kilkuetapowo. Najpierw do formy wlewa się ciekły, odgazowany silikon. Gdy częściowo zastygnie (trwa to ok. 2 godzin), usuwa się go z formy i wypełnia demineralizowaną wodą. Na wodę ponownie wylewa się ciekły silikon, który całkowicie ją enkapsuluje. Następnie przy brzegu montuje się mikrofon z potrzebną elektroniką i na to nakłada się jeszcze jedną warstwę silikonu. Końcowym etapem jest montaż uprzęży.

Czujnik [z kompozytowego materiału] działa jak elastyczny stetoskop, który wypełnia przerwy między sobą a podłożem, tak że nie występują bąble powietrza, które mogłyby tłumić dźwięk - wyjaśnia Yasin Cotur.

Dźwięk jest przetwarzany na sygnał cyfrowy, przekazywany do pobliskiego przenośnego komputera.

Na początku kompozytowy przetwornik przetestowano na symulowanych dźwiękach serca. Później eksperymenty (fonokardiografię) prowadzono na 5 ludzkich ochotnikach, którzy mieli na sobie do 4 warstw ubrania, i na psie - zdrowym labradorze - przyzwyczajonym do uprzęży. By dokładniej ocenić osiągi czujnika, podczas wykonywania fonokardiografii za jego pomocą elektryczną aktywność serca mierzono także za pomocą konwencjonalnej metody EKG (tutaj elektrody mocuje się do skóry). Oba zapisy dawały silnie skorelowane sygnały.

Naukowcy podkreślają, że czujniki mogą znaleźć zastosowanie u psów tropiących. Są one trenowane, by namierzać urządzenia wybuchowe czy ludzi. Gdy znajdą np. bombę, powiadamiają opiekuna (siadają i zaczynają szczekać). Ich tętno i częstość oddechu rosną w oczekiwaniu na nagrodę. Brytyjczycy tłumaczą, że zachowanie powiadamiające może być trudne do ilościowego zmierzenia. Jeśli jednak za pomocą nowego czujnika zmierzy się normalne wartości tętna i częstości oddechu danego psa, wiadomo będzie, jak bardzo w danym momencie parametry te od nich odbiegają. Na podstawie pomiaru poziomu ekscytacji psa wbudowany algorytm będzie mógł określić siłę reakcji psa na wykrywany zapach i ustalić, jak bardzo zwierzę jest pewne, że znalazło dobry obiekt.

Na razie urządzenie testowano tylko na psach i ludziach. Teraz badacze chcą przystosować je do innych zwierząt domowych, a także koni i trzody. Ekipa pracuje też nad zintegrowaniem czujnika ruchu, tak by dało się monitorować ruchy zwierzęcia w czasie rzeczywistym. Algorytm sztucznej inteligencji mógłby wskazywać, czy zwierzę stoi, siedzi czy leży, a także, w którą stronę jest zwrócone. Dane przekazywano by do aplikacji na smartfony. Dzięki temu właściciel wiedziałby, jak zwierzę się czuje i gdzie się w danym momencie znajduje.

 


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Od 1993 roku działania naukowców i ekologów zapobiegły wymarciu co najmniej 28 gatunków ssaków i ptaków, uważają uczeni z Newcastle University i BirdLife International. Wyniki badań międzynarodowego zespołu naukowego zostały opublikowane w piśmie Conservation Letters. Ich autorzy oceniali, ile gatunków ssaków i ptaków by wyginęło, gdyby nie podjęto działań ochronnych.
      Gatunkami, które zostały w ten sposób uratowane są m.in. portorykańska endemiczna papuga amazonka niebieskoskrzydła, koń Przewalskiego, żyjący w Brazylii ptak mrówiaczek ciemnoskrzydły, ryś iberyjski czy zamieszkujący Nową Zelandię ptak szczudłak czarny. Fakt, że gatunki te wciąż istnieją, zawdzięczamy intensywnym działaniom mającym na celu ich ochronę. Jednak los tych gatunków jest wciąż niepewny. Większość z nich jest krytycznie zagrożonych. Szacuje się na przykład, że żyje mniej niż 30 osobników mrówiaczka ciemoskrzydłego, dla którego głównym zagrożeniem jest wycinka lasów deszczowych.
      Badania wykazały, że gdyby nie działania na rzecz ochrony, to od roku 1993 wyginęłoby od 21 do 32 gatunków ptaków i od 7 do 16 gatunków ssaków. Naukowcy określili też, jakie działania przyniosły największy skutek. Okazuje się, że w przypadku 21 gatunków ptaków ważne było zwalczanie gatunków inwazyjnych, w przypadku 20 gatunków istotną rolę odegrała hodowla w niewoli, a w przypadku 19 – ochrona habitatów. Jeśli zaś chodzi o ssaki to 14 gatunków przetrwało dzięki wprowadzeniu odpowiednich przepisów, a 9 dzięki reintrodukcji i hodowli w niewoli.
      Zespół naukowy, na którego czele stali doktor Rike Bolem i profesor Phil McGowen z Newcastle University oraz doktor Suart Butchard z BirdLife International posłużył się danymi przekazanymi przez 137 ekspertów zajmujących się populacjami dzikich zwierząt, zagrożeniami i trendami w tych populacjach. Na podstawie dostarczonych danych oszacowano prawdopodobieństwo, z jakim bez działań ochronnych dany gatunek by wyginął.
      Jednym z takich ocalonych gatunków jest amazonka niebieskoskrzydła z Portoryko. Liczebność tego niegdyś powszechnie występującego gatunku spadła w 1975 roku do 13 osobników żyjących na wolności. Od 2006 roku podejmowane są wysiłki w celu reintrodukcji gatunku w Rio Abajo State Park. W 2017 roku huragany zabiły całą oryginalną populację, pozostawiając przy życiu tylko populację reintrodukowaną. Bez reintrodukcji amazonka niebieskoskrzydła wyginęłaby na wolności.
      Inna jest historia konia Przewalskiego. Gatunek ten wyginął na wolności w latach 60. ubiegłego wieku. W latach 90. podjęto wysiłki na rzecz reintrodukcji, a w 1996 roku urodził się pierwszy koń Przewalskiego na wolności. Obecnie dzika populacja tego gatunku liczy ponad 760 osobników.
      Nie zawsze jednak informacje są tak optymistyczne. Bardzo szybko spada populacja krytycznie zagrożonego morświna kalifornijskiego, a ekologom i naukowcom udało się jedynie spowolnić ten spadek. Bez wzmożenia wysiłków oraz woli politycznej decydentów gatunek może wkrótce wyginąć.
      To niezwykle pocieszające, że niektóre badane przez nas gatunki odradzają się. To pokazuje, że wysiłki na rzecz ratowania bioróżnorodności przynoszą efekt. Widzimy, że możliwe jest zapobieżenie wymieraniu gatunków, mówi Bolam. Profesor McGowan przypomina jednak, że w tym samym czasie wyginęło lub prawdopodobnie wyginęło aż 15 gatunków ptaków i ssaków.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Słonie, podobnie jak szympansy i psy, zarażają się ziewaniem od ludzi, których znają. Są więc bardziej do nas podobne, niż się wydaje. Do takich wniosków doszła Zoe Rossman i jej zespół z University of New Mexico, którzy prowadzili badania na słoniach z parku Knysna w RPA.
      Naukowcy prosili opiekunów słoni, by ziewali w ich obecności i zauważyli, że zwierzęta z większym prawdopodobieństwem również ziewały w reakcji na takie zachowanie człowieka niż w reakcji na jakikolwiek inny ruch ludzkich ust.
      Spontaniczne ziewanie jest rozpowszechnione wśród kręgowców. Jednak zarażanie się ziewaniem zaobserwowano dotychczas u niewielu gatunków. Rossman i jej koledzy wybrali się do parku Knysna, gdzie przebywają osierocone i uratowane słonie. Jako, że zwierzęta te – mimo iż nigdy nie zostały udomowione – mają długą bogatą historię interakcji z człowiekiem – uczeni chcieli sprawdzić, czy zarażają się od nas ziewaniem. Przed kilku laty uczona Rossman przeprowadziła bowiem badania, w których zauważyła, że zarażają się ziewaniem od innych słoni.
      Do badań zaangażowano 10 słoni afrykańskich. Ich opiekunowie ziewali naprawdę, udawali ziewanie, otwierali usta lub też w ogóle nie ruszali ustami. Słonie z większym prawdopodobieństwem ziewały, gdy opiekun też ziewał lub udawał ziewanie.
      Uczona uważa, że również dzikie słonie zarażają się od siebie ziewaniem. Czynność ta pobudza bowiem mózg i wzmaga czujność całego stada. Chociaż nasze dane pochodzą od słoni żyjących w niewoli, jest to dobrze zintegrowana grupa o dynamice podobnej do dzikich stad. Stado odnosi korzyści z szybkiego rozprzestrzeniania się w nim stanu wzmożonej czynności w reakcji na impuls, który pochodzi od jednego czy kilku członków, mówi.
       


      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Alhambra, warowny zespół pałacowy w Grenadzie, jest jednym z najczęściej odwiedzanych zabytków świata. Fotograf Ugo Mellone patrzy jednak na wpisany na Listę Światowego Dziedzictwa UNESCO obiekt w nieco inny sposób. Mauretańska architektura z XIII w. obfituje bowiem w liczne fontanny, sadzawki i arterie wodne, które zapewniają miejsce do życia różnym zwierzętom, głównie płazom. Z zainteresowania nimi wziął się projekt Mellonego Dzika Alhambra (Wild Alhambra).
      Istnieją dowody, że w Alhambrze i Generalife - letniej rezydencji z ogrodami - od setek lat występowały żaby i traszki.
      Alhambrę zamieszkuje 5 gatunków płazów. Ropucha szara (Bufo spinosus) i żaba pirenejska (Pelophylax perezi) są najliczniejsze i ławo je wypatrzeć. Do rzadszych należą traszka Waltla (Pleurodeles waltl), pętówka Alytes dickhilleni i krągłojęzyczka zachodnioiberyjska (Discoglossus galganoi).
      Traszka Waltla była kiedyś rozpowszechniona w Alhambrze. Po reintrodukcji jej populacja ponownie się rozrasta. Jakiś czas temu z wysychających okolicznych stawów uratowano setki kijanek. Zostały one wypuszczone w zbiornikach Alhambry. Po kilku takich akcjach obecnie P. waltl rozmnażają się w swoim nowym domu.
      W ramach monitoringu i działań mających na celu ochronę zamontowano w Alhambrze specjalne minirampy, po których traszki mogą się przemieszczać.
      Specjaliści podkreślają, że traszki trafiły również do sztuki. W Muzeum Alhambry znajduje się np. misa ozdobiona ich wizerunkami.
      W zbiornikach wodnych Alhambry żyje też wąż polujący na płazy - zaskroniec żmijowy (Natrix maura).
      Ugo Mellone urodził się w 1983 r. w Lecce we Włoszech. Zainteresowanie przyrodą sprawiło, że zajął się fotografią natury i biologią (pierwszą lustrzankę kupił w 1999 r.). Po 10 latach badań terenowych nad migracją ptaków drapieżnych w 2013 r. uzyskał stopień doktora. Obecnie pracuje jako wolny strzelec: przyjmuje zlecenia związane z fotografią, badaniami i dokumentami przyrodniczymi.
      Mellone podkreśla, że mieszkał już w 4 krajach (Włoszech, Hiszpanii, Szwecji i Argentynie) i podróżował do wielu innych. Obecnie mieszka w Grenadzie i zajmuje się projektami dotyczącymi basenu Morza Śródziemnego i Afryki Północnej.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Pewnego dnia będziemy mogli monitorować stan swojego zdrowia używając do tego celu... ołówka i rysując nim urządzenie bioelektroniczne. Tak przynajmniej obiecują naukowcy z University of Missouri, którzy dowiedli, że ołówek i kawałek papieru to wszystko, czego potrzeba, by stworzyć urządzenie do monitorowania stanu zdrowia.
      Profesor Zheng Yan zauważa, że wiele komercyjnych urządzeń biomedycznych umieszczanych na skórze składa się z dwóch podstawowych elementów: modułu biomedycznego oraz stanowiącego podłoże elastycznego materiału, który zapewnia mocowanie do skóry i kontakt z nią.
      Standardowy sposób produkcji takich urządzeń jest złożony i kosztowny. W przeciwieństwie do tego nasza technika jest tania i bardzo prosta. Możemy stworzyć takie urządzenie za pomocą papieru i ołówka, mówi Yan.
      Warto pamiętać, że wkład ołówków stanowi głównie grafit. Naukowcy zauważyli, że ołówki zawierające ponad 90% grafitu są w stanie przewodzić duże ilości energii, jaka powstaje w wyniku tarcia rysika o papier. Szczegółowe badania wykazały, że do stworzenia na papierze różnych urządzeń biomedycznych najlepsze są ołówki, w których rysiku jest 93% grafitu. Yan zauważył też, że pomocny może być biokompatybilny klej w spraju, który można nałożyć na papier, by lepiej przylegał do skóry.
      Naukowcy mówią, że ich odkrycie może mieć olbrzymie znaczenie dla rozwoju taniej, domowej diagnostyki medycznej, edukacji czy badań naukowych. Na przykład jeśli ktoś ma problemy ze snem, jesteśmy w stanie narysować biomedyczne urządzenie, które pomoże monitorować sen tej osoby, stwierdza Yan. Dodatkową zaletą takich urządzeń jest fakt, że papier bardzo szybko ulega biodegradacji, więc produkcja tego typu czujników nie będzie wiązała się z wytwarzaniem zalegających odpadów.
      Autorzy badań twierdzą, że w ten sposób można będzie tworzyć czujniki temperatury, czynności elektrycznej mięśni i nerwów obwodowych, pracy układu krążenia, czujniki oddechu, urządzenia monitorujące pH potu, zawartość w nim glukozy czy kwasu moczowego i wiele innych urządzeń. Jakość przekazywanych przez nie sygnałów jest porównywalna z komercyjnie dostępnymi czujnikami. Całość zaś zasilana będzie dzięki wilgoci obecnej w powietrzu. Jak zauważyli naukowcy, pojedyncze narysowane ołówkiem urządzenie o powierzchni 0,87 cm2 może dzięki wilgotności powietrza generować przez 2 godziny napięcie sięgające 480 mV.
      Opisujący badania Yana artykuł Pencil-paper on-skin electronics został opublikowany w PNAS. Badania były finansowane przez amerykańską Narodową Fundację Nauki, Narodowe Instytuty Zdrowia oraz Biuro Badań Naukowych Sił Powietrznych.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Przez kilka najbliższych miesięcy zwiedzający Ogród Botaniczny w Atlancie będą mogli obserwować testy SlothBota. Powolny, wydajny energetycznie robot może się ukrywać pośród drzew, by monitorować zwierzęta, rośliny i środowisko poniżej.
      SlothBot powstał w Georgia Institute of Technology (Georgia Tech). Inżynierowie wzorowali go na niskoenergetycznym trybie życia leniwców. SlothBot pokazuje, że bycie wolnym może się idealnie nadawać do pewnych zastosowań. Zasilany panelami słonecznymi SlothBot, który wykorzystuje innowacyjną technologię zarządzania poborem mocy, porusza się po kablu rozpiętym między drzewami. Monitoruje temperaturę, pogodę, poziom dwutlenku węgla itp.
      Powolność to podstawa projektu SlothBota. Nie jest to bynajmniej normą we współczesnej robotyce, ale bycie wolnym i superwydajnym energetycznie pozwala SlothBotowi utrzymywać się w środowisku i obserwować rzeczy, których świadkami moglibyśmy być wyłącznie w wyniku stałej wielomiesięcznej czy nawet wieloletniej obecności - wyjaśnia prof. Magnus Egerstedt.
      Robot jest zaprogramowany, by poruszać się tylko wtedy, gdy jest to konieczne. Lokalizuje światło słoneczne, kiedy akumulatory potrzebują doładowania. W Ogrodzie Botanicznym w Atlancie SlothBot porusza się po jednym kablu, ale w realnych zastosowaniach środowiskowych będzie docelowo w stanie przemieszczać się z kabla na kabel, by objąć monitoringiem większy obszar.
      Wspierany przez Narodową Fundację Nauki (National Science Foundation) i Office of Naval Research SlothBot może pomóc naukowcom w lepszym zrozumieniu abiotycznych czynników wpływających na krytyczne ekosystemy.
      SlothBot może zdalnie wykonywać część naszej pracy i pomagać nam ustalić, co się z dzieje z zapylaczami lub jak wyglądają interakcje między roślinami i zwierzętami. Przyda się także do badania zjawisk, które inaczej trudno zaobserwować.
      Egerstedt wpadł na pomysł SlothBota po wizycie w kostarykańskiej winnicy. Zobaczył tam leniwca dwupalczastego, który przemieszczał się po kablach.
      Amerykanie podkreślają, że wartość powolności zademonstrowało parę innych systemów robotycznych. Prędkość nie była [na przykład] kluczowa dla łazików marsjańskich, ale podczas leniwej eksploracji tej planety zdobyły one sporo informacji.
      Naukowcy z Georgia Tech dodają, że SlothBot może także znaleźć zastosowanie w rolnictwie precyzyjnym. Kamera i czujniki robota zawieszonego na kablu nad uprawą pozwolą bowiem np. na wczesne wykrycie chorób. Po zakończeniu testów w Ogrodzie Botanicznym w Atlancie specjaliści planują przenieść się do Ameryki Południowej. Wspominają o monitoringu zapylania storczyków czy obserwacji życia zagrożonych płazów.
      Fascynująco jest myśleć o robotach stających się częścią ekosystemu. Choć nie budujemy żywej repliki leniwca, wierzymy, że nasz robot może się zintegrować ze środowiskiem [...].
      Robot z Ogrodu Botanicznego w Atlancie to druga wersja systemu zaprezentowanego w maju zeszłego roku na Międzynarodowej Konferencji Robotyki i Automatyki. Jak wyjaśniają Amerykanie, tamten robot był o wiele mniejszym prototypem laboratoryjnym.
       


      « powrót do artykułu
×
×
  • Create New...