VAT 30.6.2016

By | júl 11, 2016

Predstavíme najrýchlejší test na diagnostikovanie cukrovky. Ukážeme ako sa vyrába umelá špička prsta a na čo bude slúžiť. Na Slovensku predstavíme monitor stresu v hodinkách a prsteni. Vedci sa pochválili novou technológiou, ktorá umožňuje vyrábať extrémne tenké vodivé obrazovky bez použitia vzácneho india. To je kov, ktorý je dnes základom dotykovej obrazovky. Nová technológia by však mohla byť užitočná aj pre aplikácie mimo oblasti spotrebnej elektroniky. A nielen o tom bude vaša ďalšia dávka vedy a techniky na Dvojke. Vitajte. Dvojica mladých vedcov sa rozhodla zužitkovať svoje skúsenosti s fotovoltikou, tlačenou elektronikou, nanotechnológiami a chémiou v projekte, ktorého výsledkom je technológia, ktorá by mohla nahradiť indium. Solárne články, smartfóny, dotykové obrazovky a displeje využívajú vrstvu, ktorú nazývame priesvitný vodič. Cez ňu môže svetlo prenikať dovnútra alebo von. Vrstva je zároveň elektricky vodivá. Tieto priesvitné elektrické vodiče sú väčšinou založené na oxide india a cínu. 80 % tvorí indium, vzácny kov, ktorého ložiská sú v Čine. Je to drahý a z geopolitického hľadiska nie príliš stabilný zdroj. Indium sa začalo v priemyselnom meradle používať v 40. rokoch minulého storočia. Dnes je to hlavná zložka dotykových obrazoviek. Má kryštalickú štruktúru a pri deformáciách stráca svoje vlastnosti Podľa poľských vedcov by sa indium dalo nahradiť inými materiálmi. Vyvinuli sme novú metódu výroby ultratenkých vodivých línií zo striebra a medi. Sú asi stokrát tenšie ako ľudský vlas. Ak pokryjeme povrch takýmito tenkými líniami, dosiahneme vyššiu priehľadnosť a lepšiu vodivosť, ako ponúka oxid india a cínu. Naša metóda poskytuje najvyššiu priehľadnosť a odolnosť spomedzi dostupných alternatív. Vedci pracujú na ďalšom zmenšovaní hrúbky vodivých línií. Chcú sa dostať pod 1 mikrokmeter. To už budú absolútne neviditeľné. V novej technológii sa pri výrobe využíva tlačiareň, takže by mohla byť lacnejšia, efektívnejšia a spoľahlivejšia. Vodivé vrstvy na báze india prepúšťajú asi 80 % svetla. Nová vrstva má priehľadnosť vyše 90 % a má lepšiu vodivosť. To by mohlo priniesť jasnejšie displeje a väčšie obrazovky. Prvou oblasťou aplikácie sú solárne články, displeje a dotykové obrazovky. Budú pružné a ohybné. Oslovujú nás aj ľudia z priemyselných odvetví, ktorí vidia ďalšie možnosti uplatnenia. Napr. pri výrobe okien. Tie môžu byť aj čosi viac, ako len priehľadné sklo.06-30_VAT[(012597)20-37-07] Môžu poskytovať energiu, fungovať ako obrazovky. Zdokonalenie technológie pre priemyselné využitie ešte potrvá. Slnko je pod neustálym dohľadom. 24 hodín denne ho sleduje špecializovaná družica s názvom Observatórium solárnej dynamiky. V skratke SDO. Solárnu erupciu zachytili v polovici apríla. Objavila sa na pravej strane Slnka a jej následky sa prejavili aj na našej planéte. Spôsobila mierne výpadky v rádiovom spojení. Toto video je poskladané zo záberov v niekoľkých vlnových dĺžkach ultrafialového žiarenia, ktoré je pre naše oči neviditeľné. Pre lepšie sledovanie sú zafarbené podľa jednotlivých vlnových dĺžok. Solárne erupcie sú silné výbuchy radiácie. Pre človeka sú vďaka našej atmosfére a magnetickému poľu neškodné, no môžu narušiť navigačné a komunikačné systémy. Ak potrebujete na letisku v Tokiu vymeniť peniaze, obráťte sa na robota. Nao je bankový úradník, ktorý vám povie aktuálne výmenné kurzy v angličtine, japončine a čínštine. Nie je to však japonský robot. Zostrojili ho vo Francúzsku. Robot je vysoký asi ako nočný stolík. Jeho gestá sú naprogramované tak, aby ľudí zaujali a pôsobili príjemne. Je to zaujímavé, vyzerá múdro. Som z Európy. U nás takéto roboty nie sú také bežné ako v Japonsku. Je to zvláštne. Nie som zvyknutá rozprávať sa s robotom. My nie sme na také niečo zvyknutí. Pre dospelých je možno zvláštny. ale pre deti, ktoré vyrastajú obklopené inteligentnou technikou je len ďalším krokom k budúcnosti. Chceli by ste vyhrať knihu a tričko zo špeciálnej edície VAT? Stačí ak správne odpoviete na súťažnú otázku: Odpoveď pošlite na mail. Výhercu zverejníme na oficiálnych stránkach magazínu VAT na Facebooku, Twitteri, Google+ a Instagrame. Včasná a správna diagnostika cukrovky môže byť otázkou života a smrti. Britskí vedci vyvinuli lacný a rýchly genetický test, ktorý umožní lekárom jednoduchšie rozlíšiť akým typom cukrovky ich pacienti trpia. Paulovi nesprávne diagnostikovali cukrovku 2. typu. Je jedným z mnohých, ktorým lekári určili nesprávnu verziu ochorenia. Existujú dve a každá má veľmi odlišnú formu. Naordinované lieky som užíval niekoľko mesiacov. Moja cukrovka sa zhoršila. Následne zistili, že je to cukrovka 1. typu a predpísali mi inzulín. Paulov stav sa stabilizoval vďaka dávkam inzulínu. Chybná diagnóza však môže u niektorých ľudí vyústiť do vážnych zdravotných ťažkostí, dokonca až smrti. Cukrovka 1. typu sa objavuje väčšinou v mladom veku a vyžaduje si každodennú dávku inzulínu. 2. typ súvisí predovšetkým s obezitou a dá sa zvládať diétou a schudnutím. Súčasná diagnostika je založená na veku pacienta a jeho hmotnosti. Britskí lekári to chcú zmeniť. Vyvinuli genetický test, ktorý je lacný a rýchly. Zo vzorky krvi v laboratóriu vyhodnotíme genetické ukazovatele rizík. No bolo by lepšie, keby sa tieto testy dali robiť priamo na mieste. Po potvrdení cukrovky 1. alebo 2. typu by pacienti podstúpili rozsiahlejšie vyšetrenia na spresnenie diagnózy. Hľadajú možnosti, aby to bolo čo najlacnejšie, aby mohli ľudia pomocou mobilnej aplikácie určiť, či je to 1. alebo 2. typ. Dôkladné vyšetrovanie stojí mnoho peňazí. Takto to bude lacnejšie. Je to skvelé, identifikuje sa riziko 1. a 2. typu cukrovky, S väčšou pravdepodobnosťou budete mať rýchlu a presnú diagnózu. Vo veku šíriacej sa obezity môže byť správne diagnostikovanie cukrovky náročné aj pre odborníkov. Takýto jednoduchý test by im mohol výrazne pomôcť. Ušetrí čas, peniaze a zlepší zdravotné vyhliadky pacientov. V tomto laboratóriu naberá reálne kontúry budúcnosť srdcovej medicíny. Vyvinuli tu bionickú záplatu, ktorá dokáže liečiť a sledovať srdce v reálnom čase. Prvýkrát sa podarilo funkčné tkanivo spojiť s elektronikou. Výsledkom je tkanivo, ktoré v sebe spája strojové a živé prvky. Toto by mohlo lekárom poskytnúť nové možnosti pri liečbe srdcových problémov. Záplata pozostáva zo živého tkaniva, vypestovaného v laboratóriu a nanoelektroniky vloženej do konštrukcie vytlačenej na 3D tlačiarni. Izraelskí vedci hovoria, že toto tkanivo by sa mohlo stať alternatívou transplantácií. Môže liečiť a zaceliť poškodené miesta. Okrem toho môže sledovať činnosť srdca a upozorniť lekárov na problém. Pacient sedí doma, necíti sa dobre a lekár hneď vidí na počítači v akom stave je srdce. Na diaľku ho môže aktivovať, poskytnúť elektrickú stimuláciu, uvoľniť liečivé látky. Ak sa nad touto technológiou zamyslíte, nebude potrebný ani lekár. Srdcová záplata dokáže riadiť svoje funkcie sama. Aj keď to vyzerá fantasticky, bionická srdcová záplata je zatiaľ hudbou vzdialenej budúcnosti. Teraz bude nasledovať séria skúšok na zvieratách. Ak budú úspešné, môžu sa začať klinické testy s ľuďmi. Až potom si môže tento vynález nájsť cestu do sveta medicíny. Dnes je možné kúpiť si hodinky, ktoré Vám merajú tep, počet krokov, viete nimi fotiť, posielať správy. Predstavíme vám hodinky a prsteň, ktoré zmerajú váš stres. Vyvinuli ich na Fakulte elektrotechniky a informatiky STU v Bratislave. Prečo ste sa rozhodli práve pre meranie stresu? Ako ste povedali, stres je fenoménom dnešnej doby. Má širokú odozvu na náš organizmus. Na duševné a fyzické zdravie človeka. Pôvodná myšlienka vznikla v spolupráci s katedrou psychológie Filozofickej fakulty UK, s Lekárskou fakultou UK. Podali sme spoločný projekt na vývoj takéhoto zariadenia. Zariadenie by bolo miniatúrne a umožňovalo by monitorovať osobu počas každodennej činnosti. Koľko rokov na projekte pracujete? Bude to už 8 rokov. Tak nám ho predstavte. Ako ste postupovali? Na ktorú časť tela pripnúť zariadenie? Konečný prototyp je malé zariadenie, ktoré sa nosí na prste. Vývoj prešiel niekoľkými fázami. Zariadenie sme skúšali aj vo forme náramku a hodiniek. Ale vzhľadom na miniatúrne mikroelektródy, ktorých citlivosť je obmedzená, je najvhodnejšie miesto na brušku prsta ukazováku nedominantnej ruky. Bruško prsta ukazováku nedominantnej ruky. Mám si ho teda dať na ľavú ruku. Musím ho mať na brušku. Môže byť aj nižšie. A čo mi meria? Zariadenie je založené na podobnom princípe ako detektor lži. Zariadenie sníma parameter, ktorý voláme psycho galvanický reflex. Jeho hlavnou odozvou vo forme fyziologického parametra je zmena vodivosti pokožky. Koľko údajov spracováva toto zariadenie? Zariadenie robí 10 meraní za sekundu. Vysiela každé 3 sekundy. Ale dá sa to nastaviť. Vysielanie údajov je najnáročnejšou operáciou z hľadiska spotreby. Aby sme optimalizovali výdrž batérie, tak sme interval vysielania nastavili na 2 3 sekundy. Z akých častí sa zariadenie skladá? Z dvoch hlavných častí. Srdcom zariadenia je mikropočítač. Má bezdrôtový vysielač a prijímač. A analógovo digitálny prevodník, nakoľko dáta bezdrôtovo vysielame von. Pomocou mikropočítača sa riadi celý proces merania. Nastavujú sa tu podmienky merania, je to jadro systému. Druhá časť je na vnútornej strane prsta. To je mikrosenzor, ktorý pozostáva z mikroelektród hrebeňovitého typu. Obsahujú nejaké obvody pre spracovanie signálu. Sú to teda dve časti, mikrosenzor a mikropočítač. Údaje sa potom spracovávajú kde? Bezdrôtovo sa posielajú do zberného bodu. My na to máme počítač, ale môže to byť tablet, mobilný telefón. Dáta sa dajú rôzne sprístupniť. Napríklad cez server z ďalšieho mobilného zariadenia, ktoré by malo autorizovaný prístup k údajom. Máte za sebou množstvo skúšobných testov. Čo ste zistili? V prvom rade sú to porovnávacie merania. Robili sme porovnávacie merania s veľkými drôtovými prístrojmi, ktoré sa v rámci psychotestov využívajú.06-30_VAT[(020776)20-37-09] Zaujímali nás technické parametre. Napríklad citlivosť. Aké malé zmeny to dokáže zachytiť. Ale prirodzene sme to skúšali aj vo vlastnom kolektíve. Skúšali sme ako sami reagujeme v každodenných činnostiach. Napríklad ja na prednáške ako učiteľ. Je toto zariadenie porovnateľné s tými veľkými zariadeniami? Je to relatívne. Čo sa týka citlivosti, merania zistili, že mikroelektródy sú oveľa citlivejšie ako veľké elektródy, ktoré sa používajú. Ide však o mobilné zariadenie, je to optimalizované na spotrebu. To je na úkor napríklad šírky parametrov, ktoré vie merať. Toto zariadenie vie merať iba vodivosť. Ale dalo by sa to rozšíriť o telesnú teplotu, tep. Je jedno, na ktorý vankúšik si to dám? Až takto podrobne sme to nesnímali. Domnievame sa, že pokožka na celej spodnej strane dlane je rovnaká. Logicky človek prsteň nosí na poslednom článku. Nechce ho stratiť. Dal som si ho najprv na prvý, potom na druhý, ale logicky mi pasuje na tretí. Čo sa týka náramkov, aký je rozdiel medzi citlivosťou kože na náramku a na prste? Za istých okolností by to mohlo byť aj na náramku. Ak by sme sa uspokojili so stratou istej miery citlivosti zariadenia. To by sa v prípade náramku dalo dotiahnuť rozmermi elektród. Ako bude toto zariadenie vyzerať v budúcnosti? Chceli by sme ho trocha dotiahnuť dizajnovo. Trošku. Toto je prototyp. Budeme riešiť zapuzdrenie. Do úvahy prichádza niekoľko materiálov. Moderné sú silikónové náramky, dalo by sa to aj takto riešiť. Môžeme použiť aj kovové puzdro. Dôležitý je dizajn. Ďakujeme, úžasnú vec vymysleli múdre slovenské hlavy. Ďakujeme, nech sa vám darí. Ďakujeme. Ak máte vy pre nás tipy na ďalšie zaujímavé vynálezy a rozhovory, napíšte nám na mail, či sociálnu sieť. Nová štúdia poukazuje na riziká, ktoré veľkým ázijským krajinám prináša kombinácia hospodárskeho rastu, klimatických zmien a rozširovania populácie. Podľa jej výsledkov do roku 2050 Indii a Číne hrozí veľmi vážny nedostatok vody. O 35 rokov hrozí krajinám, v ktorých žije približne polovica svetovej populácie, vysoké riziko vážneho vodného stresu. Takýmito slovami označujú vedci situáciu, do ktorej sa rútia ázijské krajiny. Ak nepodnikneme niečo proti klimatickým zmenám a iným faktorom, ktoré prispievajú k vodnému stresu, do polovice tohto storočia v tejto časti sveta vznikne neudržateľná situácia. Ak budeme pokračovať tak, ako doteraz, pohybujeme sa po veľmi nebezpečnej ceste. Znamená to, že miliardy ľudí budú mať k dispozícii menej vody ako dnes. Vyplýva to zo štúdie, v ktorej vedci simulovali rôzne scenáre budúcnosti. Ukázalo sa, že vodné nádrže, ktoré podporujú ekonomický rast v Číne a Indii, budú obsahovať podstatne menej vody ako dnes. Ale zvýši sa tlak na vodné zdroje, pretože ľudí bude viac. Vznikne neudržateľná situácia, keď zdroje už nebudú schopné pokryť dopyt. Ide o región, v ktorom sa národy rýchlo rozvíjajú. Nemožno ignorovať faktor rastu. Najmä keď ide o zdroje. Nad tým však ešte visí hrozba klimatických zmien. Niektoré modely síce naznačujú, že by mohli pomôcť vodným zdrojom v Ázii, no väčšina ukazuje presný opak, využiteľnej vody bude v Ázii menej. Podľa vedcov z Massachusettského technologického inštitútu to len zvýrazňuje pochmúrny výhľad do budúcnosti tejto časti sveta. Japonská spoločnosť predstavila svoj najnovší model humanoidného robota. Tam to už nie je nič mimoriadne, pretože stroje s ľudskou podobou sa tam objavujú ako na bežiacom páse. Tento by však mohol byť naozaj užitočný. Je zostrojený tak, aby pomáhal cestujúcim na staniciach nájsť správne nástupište, návštevníkom nemocníc trafiť do správnej ambulancie, zamestnancom vo veľkých budovách nájsť správnu kanceláriu. Podľa tvorcov má jednu veľkú výhodu, mimoriadne nízku hmotnosť. Robot je vysoký 60 cm, váži 15 kg a má veľmi kompaktné telo. Podarilo sa nám znížiť množstvo dát, ktoré potrebuje mať uložené v sebe, aby mohol fungovať, takže môže operovať v rámci wi fi siete. Robot sa vie rozprávať s ľuďmi rôznymi jazykmi. Ak ho prevrátite, vie sa bez cudzej pomoci opäť postaviť na nohy a fungovať ďalej. Spoločnosť chce robota čoskoro uviesť na trh, no zatiaľ nie je známe, aká bude jeho cena. Malo by to byť okolo roku 2018. Ľuďom s amputovanými končatinami pomáhajú bionické protézy, ktoré do istej mieru dokážu nahradiť chýbajúcu časť ruky alebo nohy. Napriek zdokonaľovaniu ovládania pohybov im stále chýba hmat. Riešenie predstavili švajčiarski vedci. Zostrojili umelú špičku prsta. K tomuto stroju je pripojený bionický konček prsta. Na druhej strane je k nemu pripojený Dennis Sorensen. Elektródy implantované do jeho nervov prenášajú v reálnom čase vnemy umelej špičky prsta. V tomto prípade sú hmatové vnemy drsného alebo hladkého povrchu. Keď vedci stimulovali moje nervy, cítil som vibrácie a hmat v mojom fantómovom ukazováku. Bol som schopný rozlíšiť drsný povrch od hladkého. Bolo to úžasné. Konštruktéri umelej špičky prsta hovoria, že poskytuje jasnejšie a dokonalejšie hmatové vnemy, ako podobné konštrukcie protéz s nervovými prepojeniami. Je možné poskytnúť ľuďom s amputovanou končatinou sofistikovaný hmat, ktorým dokážu rozoznávať textúry. Podarilo sa to dosiahnuť vďaka elektródam chirurgicky implantovaným do periférneho nervového systému. Pacient pri skúške dokázal rozlíšiť drsný a hladký povrch na 96 %. Rovnaký experiment urobili vedci so zdravými ľuďmi. Elektródy im dočasne implantovali cez kožu do nervov.06-30_VAT[(028183)20-37-11] Sledovanie mozgových vĺn ukázalo, že skutočné prsty aktivovali rovnakú časť mozgu ako umelá špička. To znamená, že elektródy prenášajú informácie o povrchu rovnakým spôsobom ako pri implantáte. Na tomto základe by mohli vzniknúť neurálne protézy, ktoré zraneným ľuďom prinavrátia stratené zmysly. Videli ste už kolibríka zachyteného termokamerou? Možno zvláštna otázka, ale teraz ho uvidíte. Vedci to zaznamenali pomocou kamery vyžarujúcej teplo. Výskum odhalil, ako kolibríky využívajú svoje krídla na odvádzanie prebytočného tepla počas letu. Chránia sa tak pred prehrievaním. Autormi záberov sú vedci z univerzity Georgea Foxa v americkom Oregone. Letové svaly týchto vtákov generujú nadmerné teplo, ktoré sa musí odvádzať. Inak by sa prehriali. Je to však zložité, pretože sú pokryté perím, ktoré slúži ako izolácia zabraňujúca tepelným stratám. Kolibríky a ostatné vtáky majú akési “okná”, ktoré vyžarujú prebytočné teplo okolo očí, kĺbov krídel a nôh. Tieto časti ich tela majú nízku hustotu operenia. Tak môžu kolibríky udržiavať tepelnú rovnováhu. Na záberoch z termálnej kamery majú tieto miesta jasnú bielu farbu. Termálne videozáznamy vznikali počas 4 rokov trvajúceho výskumu. Vedci zistili, že regulačný mechanizmus kolibríkov môžu narúšať klimatické zmeny. Pri nízkej teplote funguje bezchybne, no s narastajúcou teplotou ich letová aktivita klesá, pretože odvod tepla už nie je dostatočný. To má dopad na reprodukciu rastlín. Kolibrík je významný opeľovač rastlín. Vedci pokračujú vo výskume a chcú sa zamerať aj na iné druhy vtákov a ich tepelnú reguláciu. Zaujímavý nápad. Podobných nápadov máme ešte mnoho. Stačí si nás zapnúť aj o týždeň v rovnakom čase na Dvojke. A nezabudnite, veda a technika, to je VAT.

Category: VAT

Pridaj komentár

Vaša e-mailová adresa nebude zverejnená.