Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Udoskonalony zegar atomowy da więcej autonomii robotom na Marsie i pojazdom kosmicznym
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Technologia
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
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 -
przez KopalniaWiedzy.pl
Po raz pierwszy w historii całkowicie sparaliżowany człowiek, cierpiący na zespół zamknięcia, mógł komunikować się całymi zdaniami, używając w tym celu urządzenia rejestrującego aktywność mózgu. Dotychczas interfejsy mózg-komputer pozwalały częściowo sparaliżowanym osobom na kontrolowanie protez lub wybieranie prostych odpowiedzi „tak” lub „nie”. Tym razem mamy do czynienia z zupełnie nowym poziomem możliwości komunikacyjnych.
W sierpniu 2015 roku u mieszkającego w Niemczech 30-latka zdiagnozowano stwardnienie zanikowe boczne (ALS). Przed końcem roku nie mógł już chodzić i mówić, a od lipca 2016 roku maszyna pomaga mu oddychać. W sierpniu 2016 roku zaczął używać do komunikacji urządzenia śledzącego ruchy gałek ocznych, dzięki czemu mógł wybierać litery na ekranie. Jednak w ciągu roku jego stan pogorszył się do tego stopnia, że nie był w stanie skupić wzroku. Stopniowo zaczął też tracić w ogóle zdolność do poruszania oczami. Gdy jeszcze ją posiadał, wyraził zgodę na zaimplementowanie w mózgu dwóch niewielkich matryc elektrod, z których każda ma 1,5 milimetra długości. Elektrody wszczepiono w marcu 2019 roku w korze mózgowej. Było to możliwe dzięki współpracy z Nielsem Birbaumerem z Uniwersytetu w Tybindze i Ujwalem Chaudharym z ALS Voice gGmbH, niedochodowej organizacji, która pomaga osobom nie będącym w stanie się komunikować.
Po wszczepieniu elektrod mężczyznę proszono, by wyobrażał sobie wykonywanie fizycznych ruchów. Taka metoda działa w wielu przypadkach kontrolowania protez i egzoszkieletów za pomocą myśli. Jednak prowadzone przez 12 tygodni próby spaliły na panewce. Specjaliści postanowili więc spróbować techniki neurotreningu.
Neurotrening polega na prezentowaniu pacjentowi jego własnej aktywności mózgu w czasie rzeczywistym. W tym przypadku, gdy elektrody rejestrowały zwiększoną aktywność, komputer odgrywał dźwięk o rosnącej wysokości. Gdy aktywność spadała, zmniejszała się też częstotliwość dźwięku. W ciągu dwóch dni nauczył się samodzielnie zwiększać i zmniejszać częstotliwość odtwarzanego dźwięku. To było niesamowite, mówi Chaudhary. W końcu mężczyzna nauczył się kontrolować aktywność mózgu tak, że za pomocą rosnącego dźwięku komunikował wyraz „tak”, a za pomocą zmniejszającej się częstotliwości – „nie”.
Po tym sukcesie specjaliści poszli o krok dalej. Wykorzystali pomysł, na który wpadła rodzina pacjenta po tym, gdy nie mógł skupić wzroku. Pokazywali mu wówczas na kartkach różnego koloru grupy liter, z których należało wybierać poszczególne litery, a z nich składano zdanie. Zastosowana obecnie metoda polegała na tym, że mężczyzna słyszał nazwę koloru, wiedział jakie litery są spisane na tle o takim kolorze i albo potwierdzał, albo zaprzeczał, że chce skorzystać z tego właśnie zestawu. W ten sposób zaczął komunikować się pełnymi zdaniami, a jedno z pierwszych zdań, jakie ułożył brzmiało: Chłopaki, to jest bardzo proste.
Komunikacja jest powolna. Wybranie jednej litery trwa około minutę. Jednak jakość życia mężczyzny uległa dzięki temu znaczącej poprawie. Jest w stanie poprosić o konkretne posiłki, pomasowanie stóp, chciał obejrzeć film z synem. Chaudhary, który regularnie odwiedza mężczyznę, mówi, że często ostatnią rzeczą, o którą prosi chory, jest piwo.
Naukowiec mówi, że przydatne byłoby stworzenie listy najczęściej używanych słów, by komputer mógł uzupełniać zdania. Istnieje wiele sposobów, by przyspieszyć komunikację, stwierdza.
Obecnie nie wiadomo, jak długo elektrody mogą pozostawać w mózgu mężczyzny. Znamy jednak przypadki osób, u których działają one już przez 5 lat. specjaliści zauważają, że dla pacjenta z syndromem zamknięcia każdy dzień, w którym może się komunikować z otoczeniem, jest niezwykle ważny. Sądzą też, że tego typu technologie mogą być standardowo stosowane w ciągu najbliższych 10–15 lat. Dla kogoś, kto absolutnie nie ma możliwości komunikacji z otoczeniem, możliwość nawet prostego stwierdzenia „tak” lub „nie” może zmienić życie, mówi Kianoush Nazaropur z Uniwersytetu w Edynburgu.
Otwartym pozostaje jednak pytanie, jak wiele osób z ALS będzie mogło skorzystać z takich technologii. W około 95% przypadków tej choroby dochodzi też do degeneracji kory ruchowej. U niemieckiego pacjenta czasem pojawiają się problemy komunikacyjne. Bywają nawet miesięczne okresy, że komunikuje się wyłącznie za pomocą „tak” lub „nie". Nie wiadomo, dlaczego tak się dzieje. Przyczyn może być wiele. Być może organizm rozpoznał w elektrodach ciało obce i próbuje je zwalczać zakłócając komunikację. To mogą być powody psychologiczne, technologiczne, problemy z elektrodami, mówi Birbaumer.
Wyniki eksperymentu opisano na łamach Nature Communications.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Anna Tomańska, studentka Wydziału Medycyny Weterynaryjnej Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu (UPWr), bada komunikację pszczół. Chce sprawdzić, jakie dźwięki wydają, gdy są zadowolone, zaniepokojone czy chore. Interesuje się też wykorzystaniem nowoczesnych urządzeń w hodowli tych owadów. Jej wnioski mogą być bardzo przydatne dla pszczelarzy.
Tomańska interesuje się pszczelarstwem od 2 lat. Sporo zawdzięcza w tym zakresie opiekunowi projektu, prof. UPWr, dr. hab. Pawłowi Chorbińskiemu. Pan profesor to autorytet w dziedzinie pszczelarstwa i potrafi skutecznie zarażać swoją pasją – podkreśla studentka.
Już wcześniej interesowałam się bioakustyką. Wspólnie z inżynierem dźwięku i producentem radiowym z Wielkiej Brytanii Philipem Millem napisaliśmy artykuł o nagrywaniu dźwięków przyrody i technologiach. To wtedy, w naszych rozmowach, po raz pierwszy pojawił się temat pszczół. Pomyślałam, że dźwięki z wnętrza ula mogą być nie tylko fascynujące, ale niezwykle ciekawe pod kątem testowania nowoczesnych urządzeń w hodowli tych owadów.
Gdy o pomyśle dowiedział się prof. Chorbiński, namówił Tomańską, by zgłosiła się do programu stypendialnego "Magistrant wdrożeniowy na UPWr".
Studentka wykorzystała drewniane ule wielkopolskie. Wygłuszyła je za pomocą pianki akustycznej, a następnie zainstalowała elektronikę (czujniki ciepła i wilgotności). Ule znajdują się w powstającej właśnie nowoczesnej pasiece w Górach Sowich.
Tomańska przez kilka miesięcy nagrywała dźwięki z ula, a także rejestrowała zmiany temperatury i wilgotności.
Pszczoły nie tylko bzyczą, w ulu słychać też np. ich tupanie oraz komunikację. Ta ostatnia jest fascynująca, dlatego chcemy sprawdzić, czym będzie różnić się, kiedy np. w ulu będzie matka z mniejszą/większą liczbą robotnic, sama matka albo dwie matki. Chcemy wyselekcjonować dźwięki, jakie wydają spokojne pszczoły, od tych, które słychać, gdy są zaniepokojone - tłumaczy studentka. Podobnie z temperaturą: w jakich sytuacjach spada, a kiedy rośnie. Analiza i wnioski z tych badań z pewnością pomogą pszczelarzom. Będą mogli na odległość, za pomocą elektroniki, zapobiegać niebezpiecznym sytuacjom w pasiece - dodaje.
Kilkunastominutowego audioeseju o pszczołach miodnych, który powstał w ramach projektu "Magistrant wdrożeniowy", można wysłuchać dzięki Radiu Warroza.
Owocem współpracy Tomańskiej i Milla jest ebook "Bioakustyka". Jak podkreślono w opisie książki, jest to krótki przewodnik, który pomoże Ci postawić pierwsze kroki w nagrywaniu przyrody. W listopadzie zeszłego roku w paśmie gościnnym Radia Kapitał zadebiutowała też ich audycja o Borach Tucholskich.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Grupa ekspertów porównała trzy najlepsze na świecie zegary atomowe. Okazało się, że istnieją niespodziewane różnice w dokonywanych przez nie pomiarach czasu. Badania pozwolą na udoskonalenie przyszłych zegarów atomowych i mogą odegrać ważną rolę w ustaleniu nowego standardu sekundy, do którego to niezbędne jest wysyłanie na cały świat i porównywanie sygnałów z zegarów atomowych.
Specjaliści z Boulder Atomic Clock Optical Network Collaboration połączyli zegary za pomocą światłowodów i optycznych łączy bezprzewodowych i dokonali 10-krotnie bardziej dokładnych porównań niż dotychczas.
Zegary atomowe wykorzystują częstotliwość drgań atomów do niezwykle stabilnych pomiarów czasu. Obecny standard sekundy opiera się na drganiach atomów cezu pracujących z częstotliwością mikrofalową. Istnieją już jednak znacznie bardziej precyzyjne zegary atomowe wykorzystujące częstotliwość fali światła. Zegary te działają z dokładnością 1 części na 1018, są więc około 100-krotnie bardziej dokładne niż zegary cezowe.
Międzynarodowa społeczność metrologów ma zamiar zrezygnować ze standardu sekundy opartego na cezie i zastąpić go standardem wykorzystującym światło. Jednak najpierw trzeba wybrać, który z optycznych zegarów – a zbudowano ich już wiele według różnych technologii – posłuży za nowy standard. Naukowcy muszą więc porównać i ocenić te zegary, muszą więc mieć możliwość porównania generowanych przez nie sygnałów.
David Hume i jego koledzy z amerykańskiego Narodowego Instytutu Standardów i Technologii (NIST) oraz University of Colorado porównali sygnały trzech zegarów atomowych z Boulder. Jeden z nich wykorzystuje atomy iterbu, drugi strontu, a trzeci jony glinu i magnezu.
Za pomocą światłowodu o długości 3,6 km porównano częstotliwości zegarów iterbowego (znajduje się w siedzibie NIST) oraz strontowego (jest na University of Colorado). Z kolei zegary iterbowy i magnezonowo-glinowy (oba są w NIST) połączono za pomocą 1,5 kilometrowego bezprzewodowego łącza optycznego. Specjaliści wykorzystali optyczne grzebienie częstości, które pozwoliły im porównywać sygnały w różnych częstotliwościach.
Optyczne łącze bezprzewodowe okazało się bardzo odporne na zakłócenia powodowane przez turbulencje powietrza. Z wyjątkiem sytuacji, gdy pomiarów dokonywano w czasie burzy śnieżnej, były ono równie stabilne i wydajne, co łącze przewodowe.
Ekspertom udało się zmierzyć stosunek częstotliwości trzech par zegarów z dokładnością 1/1018. Dotychczas podobne pomiary były dokonywane z dokładnością 1/1017.
Zegary porównywano przez wiele miesięcy, a naukowcy zauważyli niespodziewane różnice pomiędzy poszczególnymi dniami. To wskazuje, że eksperci nie do końca rozumieją, co wpływa na wydajność i sposób pracy zegarów. Można je zatem udoskonalić.
Możliwość lepszego porównywania zegarów atomowych przyda się nie tylko podczas ustalenia nowego standardu sekundy, ale przyniesie korzyści innym dziedzinom nauki. Zegary atomowe położone na różnej wysokości mogą być używane do pomiarów niewielkich przesunięć skorupy ziemskiej spowodowanych topnieniem lodowców czy rosnącym poziomem oceanów. Różnice pomiędzy zegarami atomowymi mogą też zostać wykorzystane do wykrycia ciemnej materii.
Wyniki badań opisano na łamach Nature.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Zwierzęta, które nigdy nie były udomowione, celowo komunikują się z ludźmi. Dotychczas uważano, że tylko zwierzęta udomowione potrafią celowo przekazywać nam informację. Badania przeprowadzone na kangurach, gatunku, który nigdy nie został udomowiony, pokazują, że również całkowicie dzikie gatunki są zdolne do komunikacji z człowiekiem.
Naukowcy z University of Roehampton i University of Sydneyy prowadzili badania na 11 kangurach w trzech lokalizacjach: Australian Reptile Park, Wildlife Sydney Zoo oraz Kangaroo Protection Co-Operative.
Okazało się, że kangury wpatrują się w człowieka, gdy nie mogą dostać się do żywności zamkniętej w pudełku. Zamiast próbować otworzyć pudełko usiłują nakłonić ludzi, by za nie to zrobili.
Dziesięć z 11 badanych kangurów wpatrywało się w osobę, która włożyła żywność do pudełka, a 9 z nich wykazywało jeszcze większe zdolności komunikacji, patrząc raz na człowieka, a raz na pudełko.
Najnowsze badania to część większego projektu, którego celem było sprawdzenie, czy intencjonalna komunikacja zwierząt z ludźmi ogranicza się tylko do gatunków udomowionych. Wcześniejsze eksperymenty dowiodły, że np. kozy rozumieją wskazówki dawane przez człowieka, w tym pokazywanie ręką, co pozwala im zebrać informacje na temat otoczenia. Kangury, podobnie jak psy czy kozy, są zwierzętami społecznymi, mogą być więc zdolne do zmiany swojego zachowania, by móc komunikować się z ludźmi.
Nasze badania wykazały, że zwierzęta mogą się nauczyć komunikacji z innym gatunkiem i że zachowanie polegające na wpatrywaniu się w człowieka, by dostać pożywienie, nie jest ograniczone do gatunków udomowionych. Kangury wykazują bardzo podobne wzorce zachowań do psów, koni czy kóz, mówi główny autor badań, doktor Alan McElligott. Widzimy, że potencjał intencjonalnej komunikacji zwierząt z człowiekiem był dotychczas niedoceniany. Możemy na tym polu dokonać znaczącego postępu. Kangury są pierwszymi torbaczami, które w ten sposób zostały zbadane, a uzyskane przez nas wyniki powinni zachęcić innych do wyjścia z tego typu badaniami poza udomowione gatunki, dodaje.
Szczegóły badań zostały opublikowane na łamach Biology Letters.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.