Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Metabolizm robotów – maszyny zyskają możliwość samodzielnej naprawy i replikacji
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Technologia
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Duńscy badacze opisali podstawy procesu, za pomocą którego komórki nowotworowe naprawiają niebezpieczne dla nich uszkodzenia błony komórkowej. Wykazali przy tym, że powstrzymanie tego procesu powoduje śmierć komórek. Proces makropinocytozy może stać się celem przyszłych terapii przeciwnowotworowych, mówi Jesper Nylandsted z Uniwersytetu w Kopenhadze, który stał na czele grupy badawczej.
Błona komórkowa jest zasadniczym elementem chroniącym komórkę przed niekorzystnym wpływem czynników zewnętrznych. Dobrze znamy wstępny mechanizm naprawy błony komórkowej, jednak mniej wiemy o tym, w jaki sposób komórki naprawiają samą strukturę błony, by przywrócić homeostazę, stwierdza Nylandsted.
Duńczycy uszkadzali komórki nowotworowe, wypalając w ich błonach otwory za pomocą lasera. Już wcześniej specjaliści z Duńskiego Towarzystwa Raka obserwowali, jak komórki potrafią „zszywać” tak uszkodzoną błonę. Tym razem okazało się, że – szczególnie komórki agresywnych nowotworów – wykorzystują podczas naprawy proces makropinocytozy. Niewykluczone, że preferowany jest ten mechanizm, gdyż dzięki niemu komórka ma możliwość ponownego użycia uszkodzonej błony. Ten rodzaj recyklingu może być użyteczny w przypadku komórek nowotworowych, gdyż podlegają one częstym podziałom, co wymaga od nich dużej ilości energii i materiału.
Uzyskane przez nas wyniki wskazują, że komórki aktywnie wymieniają uszkodzoną część błony i naprawiają ją za pomocą makropinocytozy. Wydaje się, że kluczowy jest tutaj pierwszy krok internalizacji uszkodzonej błony drogą makropinocytozy. To właśnie umożliwia komórce przetrwanie. Sądzimy, że dzięki temu, usuwając uszkodzoną błonę i proteiny po wstępnej naprawie, komórki nowotworowe lepiej radzą sobie z problemem, stwierdzają badacze.
Duńczycy próbują dowiedzieć się więcej o tym, w jaki sposób komórki nowotworowe chronią swoją błonę komórkową. Obok makropinocytozy interesuje nas to, co dzieje się po wstępnym zamknięciu uszkodzonej błony. Sądzimy, że to wstępne łatanie jest dość pobieżne i później konieczna jest lepszej jakości naprawa. To może być kolejny słaby punkt komórek nowotworowych, któremu chcemy się bliżej przyjrzeć, mówi doktor Stine Lauritzen Sønder.
« 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 -
przez KopalniaWiedzy.pl
Badacze z Rutgers University stworzyli kierowanego USG robota do pobierania krwi, który radził sobie z tym zadaniem tak samo dobrze, a nawet lepiej niż ludzie. Odsetek skutecznych procedur wyliczony dla 31 pacjentów wynosił 87%. Dla 25 osób z łatwo dostępnymi żyłami współczynnik powodzenia sięgał zaś aż 97%.
W urządzeniu znajduje się analizator hematologiczny z wbudowaną wirówką. Może ono być wykorzystywane przy łóżkach pacjentów, a także w karetkach czy gabinetach lekarskich.
Wenopunkcja, czyli nakłuwanie żyły, by wprowadzić igłę bądź cewnik, to częsta procedura medyczna. W samych Stanach rocznie przeprowadza się ją ponad 1,4 mld razy. Wcześniejsze badania wykazały, że nie udaje się to u 27% pacjentów z niewidocznymi żyłami, 40% osób bez żył wyczuwalnych palpacyjnie i u 60% wyniszczonych chorych.
Powtarzające się niepowodzenia związane z wkłuciem pod kroplówkę zwiększają ryzyko zakażeń czy zakrzepicy. Czas poświęcany na przeprowadzenie procedury się wydłuża, rosną koszty i liczba zaangażowanych w to osób.
Takie urządzenie jak nasze może pomóc pracownikom służby zdrowia szybko, skutecznie i bezpiecznie pozyskać próbki, zapobiegając w ten sposób niepotrzebnym komplikacjom i bólowi towarzyszącemu kolejnym próbom wprowadzenia igły - podkreśla doktorant Josh Leipheimer.
W przyszłości urządzenie może być wykorzystywane w takich procedurach, jak cewnikowanie dożylne, dializowanie czy wprowadzanie kaniuli tętniczej.
Kolejnym etapem prac ma być udoskonalenie urządzenia, tak by zwiększyć odsetek udanych procedur u pacjentów z trudno dostępnymi żyłami. Jak podkreślają Amerykanie, dane uzyskane w czasie tego studium zostaną wykorzystane do usprawnienia sztucznej inteligencji w robocie.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Robot z piórami gołębia to najnowsze dzieło naukowców z Uniwersytetu Stanforda. Korzysta ono z dodatkowego elementu, ułatwiającego ptakom latanie – możliwości manipulowania rozstawem piór i kształtem skrzydeł.
David Lentink ze Stanforda przyglądał się sposobowi pracy skrzydeł, poruszając skrzydłami martwego gołębia. Zauważył, że najważniejszy dla zmiany kształtu skrzydeł są kąty poruszania się dwóch stawów: palca i nadgarstka. To dzięki ich zmianie sztywne pióra zmieniają kształt tak, że zmienia się cały układ skrzydeł, co znakomicie pomaga w kontroli lotu.
Korzystając z tych doświadczeń Lentink wraz z zespołem zbudowali robota, którego wyposażyli w prawdziwe pióra gołębia.
Robot to urządzenie badawcze. Dzięki niemu naukowcy z USA mogą prowadzić eksperymenty bez udziału zwierząt. Zresztą wielu testów i tak nie udało by się przeprowadzić wykorzystując zwierzęta. Na przykład uczeni zastanawiali się, czy gołąb może skręcać poruszając palcem tylko przy jednym skrzydle.
Problem w tym, że nie wiem, jak wytresować ptaka, by poruszył tylko jednym palcem, a jestem bardzo dobry w tresurze ptaków, mówi Lentink, inżynier i biolog z Uniwersytetu Stanforda. Robotyczne skrzydła rozwiązują ten problem. Testy wykazały, że zgięcie tylko jednego z palców pozwala robotowi na wykonanie zakrętu, a to wskazuje, że ptaki również mogą tak robić.
Uczeni przeprowadzili też próby chcąc się dowiedzieć, jak ptaki zapobiegają powstaniu zbyt dużych przerw pomiędzy rozłożonymi piórami. Pocierając jedno pióro o drugie zauważyli, że początkowo łatwo się one z siebie ześlizgują, by później się sczepić. Badania mikroskopowe wykazały, że na krawędziach piór znajdują się niewielkie haczyki zapobiegające ich zbytniemu rozłożeniu. Gdy pióra znowu się do siebie zbliżają, haczyki rozczepiają się. W tym tkwi ich tajemnica. Mają kierunkowe rzepy, które utrzymują pióra razem, mówi Lentink.
Uczeni, aby potwierdzić swoje spostrzeżenia, odwrócili pióra i tak skonstruowane skrzydło umieścili w tunelu aerodynamicznym. Pęd powietrza utworzył takie przerwy między piórami, że wydajność skrzydła znacznie spadła.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Gdy satelita się psuje, staje się bezużytecznym śmieciem krążącym po orbicie, który zagraża innym satelitom. W końcu spada w kierunku Ziemi i płonie w atmosferze.
Profesor Ou Ma i jego zespół z University of Cincinnati pracują nad siecią robotów, które wspólnie będą naprawiały i tankowały satelity. Ma mówi, że milion rzeczy może pójść nie tak po wystrzeleniu satelity. A my nie jesteśmy w stanie zaradzić większości z nich. zatem kosztujące miliony dolarów urządzenia bezużytecznie latają nad naszymi głowami, gdyż uległy awarii lub skończyło im się paliwo.
Najbardziej znaną kosmiczną awarią była ta, która dotknęła Teleskop Kosmiczny Hubble'a. Jednak teleskop był projektowany z myślą o serwisowaniu, więc wysłani w promie kosmicznym astronauci dokonali odpowiednich napraw. Jednak wysyłanie ludzi za każdym razem, gdy zepsuje się satelita, jest niezwykle kosztowne. Dlatego też profesor Ma, który pracował m.in. przy projektowanie robotycznego ramienia dla promów kosmicznych i Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, chce stworzyć satelity, które będą dokowały do innych satelitów i je naprawiały.
Problemem nie są zresztą tylko awarie. Większość satelitów przestaje działać, bo skończyło im się paliwo. Odsyłamy na emeryturę sprawne satelity, bo wyczerpało im się paliwo, mówi John Lymer z firmy Maxar. NASA chce w 2022 roku wystrzelić na orbitę satelitę zdolnego do tankowania innych satelitów należących do amerykańskiego rządu. Projekt Restore-L ma być testem dla pomysłu automatycznej naprawy satelitów na orbicie.
W laboratorium Ma trwają intensywne prace nad systemami nawigacji satelitów, które miałyby naprawiać i tankować inne satelity. To niezwykle ważna kwestia, gdyż zderzenie w kosmosie spowoduje, że satelity zaczną poruszać się w sposób niekontrolowany. Do tego może bardzo łatwo dojść, gdyż nic nie hamuje satelitów. Gdy satelita zacznie się niekontrolowanie obracać, może tak poruszać się bez końca, mówi Ma.
Ma i jego zespół wykorzystują zaawansowane narzędzia do symulacji zachowania satelitów na orbicie. Przechwycenie czegoś w przestrzeni kosmicznej jestnaprawdę trudne. A złapanie czegoś, co się obraca jest jeszcze trudniejsze. Trzeba bardzo ostrożnie przewidywać ruch i wszystko precyzyjnie kontrolować, by uspokoić takiego satelitę i go delikatnie przechwycić, mów Ma.
Z jednej więc strony grupa Ma prowadzi badania nad samym przechwytywaniem satelitów, w tym również takich, które poruszają się w sposób niekontrolowany, z drugiej zaś, rozwija technologie ich naprawy. W laboratorium działa kilka robotycznych ramion, z których każde jest wyposażone w siedem stawów, co daje im pełną swobodę ruchu. Ma chciałby, by w przyszłości powstały satelity serwisowe zdolne do wykonywania różnego rodzaju prac serwisowych. Dodatkowo roboty takie powinny mieć możliwość działania w grupie i wspólnego wykonywania najbardziej skomplikowanych zadań.
W ramach swoich ostatnich prac naukowcy dali robotom zadanie przeciągnięcie przedmiotu na wskazane miejsce. Każdy z robotów kontrolował jeden sznurek, do którego umocowany był przedmiot, zatem jego przeciągnięcie wymagało współpracy. Dzięki algorytmom logiki rozmytej udało się przeciągnąć przedmiot na konkretne miejsce zarówno za pomocą trzech jak i pięciu robotów. Przy okazji okazało się, że grupa pięciu robotów jest w stanie wykonać zadanie nawet, gdy jeden z nich ulegnie awarii. To bardzo ważne w dużych grupach robotów, gdy możliwości jednego z nich okażą się mniejsze niż innych, stwierdzili uczeni.
Profesor Ma zauważa, że przemysł kosmiczny jest coraz bardziej zainteresowany serwisowaniem satelitów. Przyznaje, że obecnie technologia jest zbyt mało zaawansowana, jednak w ciągu 5–10 lat będzie ona na tyle dojrzała, że z pewnością powstaną przedsiębiorstwa, które zajmą się świadczeniem takich usług. My nie pracujemy nad całą misją. Tworzymy jedynie technologię dla takich działań. Gdy już będzie gotowa NASA lub jakaś prywatna firma się nią zainteresują i na jej podstawie zbudują satelity, mówi Ma.
Podobnego zdania jest Gordon Roesler, były dyrektor w DARPA (U.S. Defense Advanced Research Projects Agency). W żadnej innej dziedzinie nie robi się tak, że buduje się urządzenie warte pół miliarda czy miliard dolarów i nigdy się go nie dogląda, mówi.
Specjaliści dodają, że już w najbliższej przyszłości właściciele satelitów będą musieli pomyśleć o umożliwieniu ich serwisowania. Obecnie wiele urządzeń jest tak delikatnych, że nie można nawet myśleć o ich przechwyceniu bez ryzyka uszkodzenia. Poza wzmocnieniem satelitów potrzebny będzie też jakiś rodzaj drzwi serwisowych, dających dostęp do ich wnętrza.
Czasu na takie działania jest coraz mniej. Z każdym wystrzelonym i każdym nieczynnym satelitą niska orbita Ziemi jest coraz bliżej efektu Kesslera. To opracowana przez Donalda Kesslera teoria mówiąca, że z czasem zderzenia satelitów między sobą usieją orbitę tak olbrzymią liczbą szczątków, iż zagrozi to kolejnym satelitom. Musimy pamiętać, że zderzenie satelitów powoduje powstanie olbrzymiej liczby odpadków poruszających się z prędkościami przekraczającymi 20 000 km/h.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.