Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Memrystory z grzybni. Tania alternatywa dla tradycyjnej elektroniki
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Technologia
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Większość ludzi korzysta z urządzeń elektronicznych. Gdy zaczynają one szwankować, bądź gdy pojawi się nowszy model, znaczna część użytkowników bez zastanowienia wyrzuca stare urządzenie i zastępuje je nowym. Dlatego śmieci elektroniczne są najszybciej rosnącą kategorią odpadów. Każdego roku wyrzucamy około 40 milionów ton elektroniki. A problem narasta, gdyż im więcej elektroniki wokół nas – a np. w przeciętnym amerykańskim gospodarstwie domowym znajdują się już 24 urządzenia elektroniczne – tym krótszy średni czas użytkowania urządzenia. Naukowcy z University of Chicago postanowili sprawdzić, czy można zmienić relacje pomiędzy człowiekiem a gadżetem poprzez dosłowne... ożywienie gadżetu.
Eksperyment przywodzi na myśl popularną zabawkę tamagotchi. Jasmine Lu i profesor Pedro Lopes wykorzystali śluzowca z gatunku Physarum polycephalum do pomocy w zasilaniu smartwatcha. Urządzenie w pełni działa tylko wówczas, gdy przewodzący prąd organizm jest zdrowy. A to wymaga dbałości ze strony użytkownika.
Zmusiliśmy w ten sposób użytkowników do przemyślenia swojego związku z urządzeniem na wiele różnych sposobów. Gdy rozmawialiśmy z nimi o ich doświadczenia ze standardowymi smartwatchami, opaskami i inną ubieralną elektroniką, ludzie mówili, że wykorzystują te urządzenia utylitarnie, w konkretnym celu. Jednak w przypadku naszego urządzenia to podejście się zmieniło, bardziej odczuwali tutaj dwukierunkowy związek i przywiązanie, gdyż musieli opiekować się żywym organizmem. Czuli, że nie mogą go wyrzucić czy zamknąć w szufladzie, mówi Jasmine Lu.
Zbudowane przez Lu zegarki pokazują godzinę i mierzą puls właściciela. Jednak druga z ich funkcji jest całkowicie zależna od kondycji śluzowca. Organizm znajduje się w jednej z części specjalnego pojemnika. Użytkownik musi regularnie odżywiać go wodą i płatkami owsianymi. Dzięki temu śluzowiec rozrasta się i dociera do drugiej części pojemnika. Powstaje obwód elektryczny, który aktywuje funkcję pomiaru tętna. Śluzowiec, gdy nie jest odpowiednio odżywiany, przestaje się rozrastać, wchodzi w stan uśpienia, w którym może pozostawać całymi latami.
W eksperymencie wzięło udział 5 osób, które nosiły urządzenie przez dwa tygodnie. W ciągu pierwszych 7 dni zadaniem użytkowników było dbanie o śluzowca tak, by doszło do aktywowania funkcji pomiaru tętna. W drugim tygodniu poproszono ich, by zaprzestali karmienia, by śluzowiec wysechł, a pomiar tętna się wyłączył. Przez cały czas trwania eksperymentu użytkownicy mieli opisywać swoje myśli i odczucia względem urządzenia w dzienniczku, odpowiadali też na pytania eksperymentatorów.
Okazało się, że użytkownicy czyli się mocno związani z zegarkiem. Niektórzy stwierdzili, że traktowali go jak domowego pupila, nadali mu imię, a gdy byli chorzy, prosili kogoś innego, by karmił śluzowca. Przyznali, że ich związek z organizmem był silniejszy niż z wirtualnymi bytami, jak tamagotchi czy Simy. Jeszcze bardziej zaskakujące była reakcja uczestników eksperymentu na prośbę, by przestali karmić organizm. Zaczęli oni odczuwać winę, a nawet żałobę. Byli w szoku. Niemal każdy upewniał się, czy na pewno ma to zrobić, mówi Lopes.
Lu i Lopes zaprezentowali wyniki swoich badań podczas 2022 ACM Symposium on User Interface Software and Technology, jednej z najważniejszych konferencji dotyczących interakcji ludzi i komputerów. Uczeni mają nadzieję, że zainspiruje to przemysł do tworzenia kreatywnych urządzeń zasilanych dzięki śluzowcom i zachęci projektantów do tworzenia technologii, których ludzie mniej chętnie będą się pozbywali i nawiązywali z nimi silniejsze więzi. Chcą, by dzięki temu więcej osób oddawało zepsute urządzenia do naprawy, a nie pozbywało się ich, generując kolejne miliony ton odpadów.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Podzespoły elektroniczne tworzy się integrując olbrzymią liczbę urządzeń na płaskim podłożu. Przemysł używa i doskonali tę technikę od dziesięcioleci. Jednak pojawia się coraz większe zapotrzebowanie na podzespoły elektroniczne o zakrzywionych kształtach, które byłyby lepiej dostosowane do zastosowań biologicznych czy medycznych. Z pomocą może przyjść tutaj... rafinowany cukier.
Gary Zabow z amerykańskich Narodowych Instytutów Standardów i Technologii (NIST) przygotowywał dla kolegów z laboratorium biomedycznego mikroskopijne magnetyczne kropki. Umieszczał je na podłożu, a następnie zabezpieczał cukrem. Naukowcy z laboratorium biomedycznego po prostu zmywali ochronną warstwę cukru wodą i mogli prowadzić swoje badania z użyciem magnetycznych kropek, na których nie pozostawały fragmenty plastiku czy związków chemicznych.
Niedawno Zabow przez przypadek zostawił jeden z zestawów kropek w zlewce, którą podgrzał. Cukier rozpuścił się i utworzył gumowatą strukturę. Naukowiec postanowił posprzątać bałagan i zmyć cukier wodą. Tym razem okazało się, że magnetyczne kropki zniknęły. Jednak nie zmyła ich woda, ale zostały przeniesione na podłoże, któremu nadały tęczową poświatę. To ta tęcza mnie zaintrygowała, mówi Zabow. Wskazywała ona, że mikrokropki zachowały ułożenie, jakie im nadał.
Naukowiec zaczął się zastanawiać, czy zwykły cukier stołowy może posłużyć do tworzenia układów elektronicznych na niekonwencjonalnych podłożach. Jego badania zaowocowały artykułem w Science.
Bezpośrednie nadrukowywanie elementów elektronicznych na docelowe podłoże jest trudne, więc nadruki są przenoszone za pomocą elastycznych taśm czy plastikowego podłoża. Jednak podłoża takie nie są na tyle elastyczne, by można było swobodnie dostosowywać je do dowolnych kształtów. Ponadto przenoszenie za pomocą tworzyw sztucznych pozostawia resztki plastiku i związków chemicznych, które nie powinny znaleźć się w elektronice stosowanej w biomedycynie. Istnieją płynne techniki, gdy pożądany wzór znajduje się na powierzchni płynu, a podłoże, na którym ma się docelowo znaleźć, jest przez płyn przepychane. Jednak w takim wypadku trudno jest zachować dużą precyzję.
Zabow odkrył, że połączenie skarmelizowanego cukru i syropu klonowego pozwala na osiągnięcie tego, czego chcemy. Cukier rozpuszczony w niewielkiej ilości wody może zostać wylany na przygotowany nadruk. Gdy się utwardzi, całość można podnieść z przytwierdzonym doń wzorem, nałożyć na nowe podłoże i rozpuścić. Najlepsze wyniki daje połączenie cukru i syropu klonowego, gdyż zachowuje wysoką lepkość i pozwala na odtworzenie wzoru na zakrzywionych powierzchniach. Następnie cukier można zmyć, a pozostawiając na docelowym podłożu podzespoły elektroniczne ułożone według pożądanego wzorca.
Podczas swoich eksperymentów Zabow udowodnił, że w ten sposób można np. nakładać nadruki na ostrze pineski czy nadrukować wyraz skrótowiec na ludzkim włosie. Wykazał też, że magnetyczny dysk o średnicy 1 mikrometra można przenieść na włókno trojeści. Odkrywca nazwał nową technikę REFLEX (REflow-drive FLExible Xfer). Pozostaje jeszcze sporo do zrobienia, ale RELEX daje nadzieję na wykorzystanie nowych materiałów i mikrostruktur w elektronice, optyce czy inżynierii biomedycznej.
Przemysł półprzewodnikowy wydał miliardy dolarów na udoskonalenie elektroniki, której dzisiaj używamy. Czyż nie byłoby wspaniale, gdyby inwestycje te udało się wykorzystać w nowych zastosowaniach za pomocą czegoś tak prostego i niedrogiego jak kawałek rafinowanego cukru?, cieszy się Zabow.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
W połowie lipca kalifornijska firma MycoWorks zaprezentowała pierwsze komercyjne produkty modowe ze swojego flagowego materiału Reishi – wykonanej z grzybni alternatywy dla skóry. Są to 3 modele kapeluszy, zaprojektowane przez znanego modystę Nicka Fouqueta. Choć wszystkie kosztują powyżej 800 dolarów, bucket hat Boletus już się wyprzedał.
Jak zachwala producent, Reishi jest naturalnym, luksusowym materiałem o właściwościach porównywalnych ze skórą zwierzęcą najwyższej jakości. Jego wpływ środowiskowy jest jednak o wiele mniejszy.
W Reishi nie wykorzystuje się tworzyw sztucznych. Producenci sięgnęli za to po barwniki warzywne. Reishi to jedyna na rynku alternatywa dla skóry, którą cechuje zarówno niski ślad węglowy, jak i brak tworzyw sztucznych - podkreśla dyrektor generalny MycoWorks Matt Scullin.
Boletus jest wykonany w 100% z Reishi, a w przypadku pozostałych dwóch modeli - Coprinusa i Morchelli - z materiału grzybniowego uzyskano elementy ozdobne i lamówki.
Nasi klienci pragną dóbr luksusowych z materiałów, które dobrze się noszą i z którymi dobrze się czują. Reishi jest, wg nas, jedyną alternatywą skóry, która dorównuje pięknu, jakości i funkcjonalności tradycyjnej skóry - przekonuje Fouquet. W dotyku Reishi wydaje się bogate i organiczne. Wyróżnia się też startą patyną, którą pokazaliśmy [...] w naszej Reishi Collection.
Philip Ross i Sophia Wang założyli MycoWorks w 2013 r. Ross już od lat 90. XX w. wykorzystywał grzybnię jako materiał na swoje rzeźby i meble. Zadaniem Wang, która w Berkeley robiła doktorat z poezji i zakładała firmę powiązaną z tańcem, było stworzenie firmy biotechnologicznej.
Choć w procesie dochodzenia do chronionej patentem technologii Fine Mycelium brali udział inżynierowie, biochemicy, eksperci od fermentacji czy mykolodzy, zespół zachował artystyczne spojrzenie, od którego wszystko się zaczęło.
MycoWorks się rozwija. Firma „wyrosła” ze swojej siedziby w Kalifornii, gdzie produkowano 10 tys. arkuszy Reishi rocznie i otwiera większą fabrykę w Karolinie Południowej, której możliwości produkcyjne będą już sięgać paru milionów arkuszy rocznie.
Fouquet, który kształcił się w zakresie nauk o środowisku i zrównoważonego rozwoju, jest pasjonatem alternatywnych tekstyliów. Odezwał się do MycoWorks za pomocą formularza kontaktowego i 9 miesięcy później zadebiutowały 3 kapelusze: Boletus, Coprinus i Morchella (wszystkie nazwy pochodzą od nazw rodzajów grzybów; odpowiednio: borowik, czernidlak i smardz). Boletus kosztuje 810 dol., Coprinus 875 dol., a najdroższy Morchella aż 1725 dol.
Fouquet opowiada, że nawet krawcowe nie są w stanie odróżnić Reishi od skóry. Oczywistą różnicą jest, oczywiście, zapach. Pierwszą rzeczą, jaką robię ze skórą, jest wąchanie. Skóra, zwłaszcza skóra farbowana, ma bardzo specyficzną woń. Trudno zaś opisać, jak pachnie Reishi. Na pewno zaskakuje, bo to woń bardzo surowa, ziemista.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Naukowcy z Austrii i Włoch stworzyli „kwantowy memrystor”, urządzenie zdolne do przekazywania koherentnej informacji kwantowej w postaci superpozycji pojedynczych fotonów. Urządzenie takie może stać się podstawą do stworzenia kwantowej wersji architektury neuromorficznej, której działanie ma naśladować pracę ludzkiego mózgu.
Memrystor, to czwarty podstawowy typ elementu elektronicznego. Od dawna znaliśmy opornik, kondensator i cewkę. W 1971 roku profesor Leon Chua z Kalifornii wysunął hipotezę, że może istnieć czwarty element, który nazwał opornikiem pamięci czyli memrystorem. Urządzenie takie powstało niemal 40 lat później, w 2008 roku. Memrystory szybko okazały się bardziej przydatne, niż sądzono, a przed dwoma laty wykorzystano je do zbudowania urządzenia działającego podobnie jak neuron.
Badania nad tym elementem elektronicznym ciągle trwają, a najnowszym osiągnięciem jest połączenie go z technologią kwantową.
Memrystor współpracujący ze stanami kwantowymi i przekazujące kwantowe informacje został zbudowany przez uczonych z Uniwersytetu Wiedeńskiego, Politechniki Mediolańskiej i włoskiej Narodowej Rady Badawczej. Stworzono go za pomocą femtosekundowego lasera emitującego krótkie impulsy światła trwające zaledwie 10-15 sekundy. Za pomocą tych impulsów naukowcy rzeźbili w szkle falowody, kanały zdolne do więzienia lub przesyłania światła.
Michele Spagnolo i jego zespół wykorzystali falowody do przesyłania pojedynczych fotonów. Dzięki ich kwantowej naturze znajdujące się w superpozycji fotony można było w tym samym czasie wysyłać przez dwa lub więcej falowodów. Za pomocą bardzo zaawansowanych wykrywaczy pojedynczych fotonów mogliśmy dokonywać pomiaru fotonu w jednym z falowodów, a następnie wykorzystać ten pomiar do kontrolowania urządzenia modulując transmisję w innym falowodzie. W ten sposób nasze urządzenie zachowywało się jak memrystor, wyjaśnia Michele Spagnolo. Oprócz uzyskania w ten sposób zachowania typowego dla memrystora, naukowcy – za pomocą symulacji – wykazali, że sieć optyczna zawierająca kwantowe memrystory będzie zdolna do nauki rozwiązywania problemów zarówno w sposób klasyczny, jak i kwantowy. To zaś wskazuje, że kwantowy memrystor może być tym elementem, który połączy sztuczną inteligencję i komputery kwantowe.
Klasyczne memrystory są obecnie używane w badaniach nad komputerowymi platformami neuromorficznymi. Dlatego też włosko-austriacki zespół sądzi, że kwantowy memrystor może przyczynić się do powstania kwantowych sieci neuromorficznych.
Uwolnienie pełnego potencjału możliwości sztucznej inteligencji zbudowanej na systemach kwantowych to jedno z najważniejszych obecnie wyzwań fizyki kwantowej i informatyki, dodaje Spagnolo. Uczony dodaje, że jego grupa już rozpoczęła prace nad odpowiednim urządzeniem. Jej pierwszym celem jest stworzenie urządzenia składającego się z kilkunastu kwantowych memrystorów operującego na kilkunastu fotonach. To poważne wyzwanie technologiczne, przyznaje naukowiec.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Grzyby generują sygnały elektryczne, których wzorce podobne do wzorców ludzkiej mowy, informuje Andrew Adamatzky z Unconventional Computing Laboratory na University of the West of England. Sygnały takie rozprzestrzeniają się za pośrednictwem grzybni, docierając do różnych części kolonii połączonej za jej pomocą.
Zarejestrowaliśmy pozakomórkową aktywność elektryczną u czterech gatunków grzybów. Znaleźliśmy dowody wskazujące, że sygnały te rozpowszechniają się poprzez grzybnię. Wysunęliśmy hipotezę, że ta aktywność elektryczna to przejaw komunikacji w ramach kolonii. [...] Postanowiliśmy więc uchwycić główne zjawiska tego grzybiego „języka”. Odkryliśmy, że długość sygnałów elektrycznych mierzonych liczbą krótkich impulsów odpowiada rozkładowi długości słów w ludzkim języku. Z naszych badań wynika, że objętość grzybiego „słownika” może sięgać do 50 słów, a zasadnicza jego część to 15–20 najczęściej używanych słów. Gatunki Schizophyllum commune [Rozszczepka pospolita – red.] i Omphalotus nidiformis mają większy leksykon, a Cordyceps militaris [Maczużnik bojowy – red.] i Flammulina velutipes [Płomiennica zimowa – red.] posługują się mniejszym zasobem „słów”. Średnia długość „słów” wahała się od 3,3 (O. nidiformis) do 8,9 (C. militaris) impulsów. Z kolei dla wszystkich gatunków razem średnia długość słów wynosiła 5,97 impulsów, czyli jest taka sama, jak w niektórych ludzkich językach (np. w angielskim wynosi ona 4,8, a w rosyjskim 6) – czytamy na łamach Royal Society Open Science.
Nie wiemy czy istnieje bezpośredni związek pomiędzy wzorcami obserwowanymi w komunikacji pomiędzy grzybami i pomiędzy ludźmi. Prawdopodobnie takiego związku nie ma. Jednak z drugiej strony wiemy, że istnieje wiele podobieństw w sposobie przetwarzania informacji przez różne klasy, rodziny i gatunku organizmów żywych. Interesowało mnie wykonanie porównania, mówi Adamatzky.
Mimo wielu podobieństw, nie mamy żadnych danych by odgadnąć, o czym grzyby ze sobą „rozmawiają”. Możemy tylko przypuszczać, że wymieniają się informacjami na temat zagrożeń czy dostępnych zasobów. Co więcej, nie możemy nawet ze stuprocentową pewnością stwierdzić, że przez grzybnię biegną jakieś komunikaty. Ta kwestia wymaga dalszych badań.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.