Πρωτομαγιά στην Αθήνα. May Day in Athens

Φωτογραφίες: © Κωνσταντίνος Βακουφτσής

Βιονικό χέρι «βλέπει» και πιάνει μόνο του αντικείμενα. Hand that sees offers new hope to amputees

Το τεχνητό μέλος διαθέτει κάμερα που βλέπει κάθε αντικείμενο, αξιολογεί το μέγεθος και το σχήμα του, και μετά «πυροδοτεί» την κατάλληλη κίνηση για να το πιάσει. Bioengineers have developed a 'hand that sees' which is able to reach for and grasp objects automatically, responding ten times quicker than current prosthetics. Credit: Image courtesy of Newcastle University

Βρετανοί ερευνητές παρουσίασαν ένα τεχνητό άκρο, το οποίο βλέπει μόνο του και μπορεί αυτόματα να πιάνει τα αντικείμενα, σύμφωνα με σχετικό δημοσίευμα του επιστημονικού εντύπου Journal of Neural Engineering. Η καινοτόμος προσθετική συσκευή υπόσχεται να δώσει νέες δυνατότητες σε ανθρώπους με ακρωτηριασμένα άνω άκρα.

Το τεχνητό μέλος διαθέτει κάμερα που βλέπει κάθε αντικείμενο, αξιολογεί το μέγεθος και το σχήμα του, και μετά «πυροδοτεί» την κατάλληλη κίνηση για να το πιάσει. Καθώς όλα αυτά γίνονται μέσα σε χιλιοστά του δευτερολέπτου, οι κινήσεις του τεχνητού χεριού είναι δέκα φορές πιο γρήγορες από εκείνες άλλων βιονικών χεριών που υπάρχουν ήδη  στην αγορά.

Το τεχνητό άκρο χάρη στην τεχνητή νοημοσύνη μπορεί να επιτυγχάνει συνεχή βελτίωση των δεξιοτήτων του.

Λαβή με νοημοσύνη

Prototype of the hand that sees. Credit: Newcastle University

Οι ερευνητές του Τμήματος Βιοϊατρικής Μηχανικής του Πανεπιστημίου του Νιούκαστλ, με επικεφαλής τον δρ Κιανούς Ναζαρπούρ, εξηγούν ότι «χρησιμοποιώντας υπολογιστική όραση, δημιουργήσαμε ένα βιονικό χέρι που μπορεί να αντιδράσει αυτόματα. Στην πραγματικότητα, όπως σε ένα πραγματικό χέρι, ο χρήστης μπορεί να πιάσει ένα φλιτζάνι ή ένα μπισκότο ρίχνοντας απλώς μια γρήγορη ματιά προς την κατεύθυνση του αντικειμένου. Για πρώτη φορά, το βιονικό χέρι αντιδρά χωρίς να μεσολαβήσει σκέψη».

Ενώ τα υπάρχοντα τεχνητά άκρα απαιτούν εξάσκηση και αυτοσυγκέντρωση εκ μέρους του ασθενούς, το νέο τεχνητό χέρι αυτενεργεί άμεσα, καθώς μπορεί να αντιλαμβάνεται την πρόθεση του ανθρώπου να πιάσει κάτι. Στη συνέχεια «διαβάζει» κάθε αντικείμενο και το πιάνει με το σωστό τρόπο.

Το τεχνητό μέλος έχει δοκιμασθεί σε δύο άτομα, με ποσοστό επιτυχίας 90%, δηλαδή μόνο μία στις δέκα φορές δεν πιάνει σωστά και το αντικείμενο πέφτει. 

A new generation of prosthetic limbs which will allow the wearer to reach for objects automatically, without thinking – just like a real hand – are to be trialled for the first time. Led by biomedical engineers at Newcastle University , the bionic hand is fitted with a camera which instantaneously takes a picture of the object in front of it, assesses its shape and size and triggers a series of movements in the hand. New Source: http://www.ncl.ac.uk/press/news/2017/...

Εκτός από τη βελτίωση του τεχνητού χεριού, ώστε αφενός να πετυχαίνει ακρίβεια 100% και αφετέρου να γίνει πιο ελαφρύ, ο απώτερος στόχος των ερευνητών είναι ένα τεχνητό άκρο που θα νιώθει την πίεση και τη θερμοκρασία και το οποίο θα επικοινωνεί απευθείας και αμφίδρομα με τον εγκέφαλο.

 

Πηγές: Ghazal Ghazaei, Ali Alameer, Patrick Degenaar, Graham Morgan, Kianoush Nazarpour. Deep learning-based artificial vision for grasp classification in myoelectric hands. Journal of Neural Engineering, 2017; 14 (3): 036025 DOI: 10.1088/1741-2552/aa6802 - http://www.tovima.gr/science/medicine-biology/article/?aid=877654

Μια βόλτα πάνω από τα σύννεφα του Κρόνου. New Movie Shows Cassini's First Dive over Saturn

Μια νέα σειρά φωτογραφιών της επιφάνειας του Κρόνου από το διαστημικό σκάφος Cassini. A new sequence of images from Cassini shows the view as the spacecraft swooped over Saturn during the first of its Grand Finale dives between the planet and its rings on April 26.

Oι φωτογραφίες λήφθηκαν κατά την διάρκεια της πρώτης «βουτιάς» του διαστημικού σκάφους ανάμεσα στον Κρόνο και τους δακτυλίους του. Θα ακολουθήσουν κι άλλες 21 τέτοιες βουτιές μέχρι στις 15 Σεπτεμβρίου, όταν το Cassini σκάφος θα αυτοκαταστραφεί πέφτοντας στα πυκνά σύννεφα του πλανήτη που εξερευνούσε επί δώδεκα χρόνια.

As NASA's Cassini spacecraft made its first-ever dive through the gap between Saturn and its rings on April 26, 2017, one of its imaging cameras took a series of rapid-fire images that were used to make this movie sequence. The video begins with a view of the vortex at Saturn's north pole, then heads past the outer boundary of the planet's hexagon-shaped jet stream and continues further southward.

Το βίντεο που έδωσε χτες στη δημοσιότητα η NASA περιέχει μια ώρα παρατηρήσεων του Cassini που πραγματοποιήθηκαν στις 26 Απριλίου. Οι εικόνες λήφθηκαν από απόσταση 72.400 έως 6.700 χιλιόμετρα πάνω από τα σύννεφα του Κρόνου. Οι επιστήμονες της NASA περιμένουν ακόμα καλύτερες φωτογραφίες κατά την διάρκεια της επόμενης βουτιάς στις 28 Ιουνίου.

Το Cassini εκτοξεύτηκε στις 15 Οκτωβρίου 1997 και χρησιμοποιώντας την βαρυτική ώθηση της Γης, της Αφροδίτης και του Δία έφτασε στον προορισμό του. Στις 30 Ιουνίου του 2004 μπήκε σε τροχιά γύρω από τον Κρόνο μετά από ένα ταξίδι επτά χρόνων. Στις 25 Δεκεμβρίου, η βολίδα Huygens αποχωρίστηκε από το κυρίως σώμα του σκάφους και προσεδαφίστηκε στον δορυφόρο του Κρόνου, Τιτάνα, στις 14 Ιανουαρίου 2005, στέλνοντας πίσω δεδομένα και εικόνες. Έκτοτε το Cassini έχει στείλει στη Γη τεράστιο όγκο επιστημονικών δεδομένων, επιτρέποντας τη δημοσίευση πάνω από 3.000 επιστημονικές εργασίες. Πρόκειται για μια από τις σημαντικότερες διαστημικές αποστολές στην ιστορία της ανθρωπότητας.

Πηγές: https://saturn.jpl.nasa.gov/news/3035/new-movie-shows-cassinis-first-dive-over-saturn/ - physicsgg

Γυμναστική σε χάπι; An Exercise Pill May Be In Our Future

Χημική ουσία μιμείται τα οφέλη της αερόβιας άσκησης στο σώμα και θα μπορούσε να βοηθήσει ηλικιωμένους και άτομα με προβλήματα κίνησης. Οι επιστήμονες χορήγησαν επί δύο μήνες σε ποντίκια τη χημική ουσία GW1516, η οποία επέτρεψε στα πειραματόζωα να έχουν αντοχή για να τρέχουν σε διάδρομο επί 270 λεπτά. Drug could transform lives of those who are unable to exercise because of obesity or serious physical disability, mouse study suggests. The study’s findings might also explain why runners, cyclists and others athletes can “hit the wall” when they push themselves hard. Photograph: Tim Flach/Getty Images

Αμερικανοί επιστήμονες ανακοίνωσαν ότι μια χημική ουσία αποδίδει στο σώμα τα ίδια ευεργετικά αποτελέσματα με την αερόβια γυμναστική, σύμφωνα με στοιχεία που δημοσίευσαν στο επιστημονικό έντυπο Cell Metabolism. 

Οι ερευνητές του Ινστιτούτου Salk της Καλιφόρνια, με επικεφαλής τον Μοριακό και Αναπτυξιακό Βιολόγο Ρόναλντ Έβανς, υποστηρίζουν ότι στο μέλλον θα μπορούσαν να σχεδιάσουν ένα χάπι που θα το παίρνουν όχι μόνο αθλητές, αλλά επίσης άτομα με περιορισμένη κινητικότητα, όπως ηλικιωμένοι, παχύσαρκοι και άνθρωποι με αναπηρίες, που δυσκολεύονται να γυμναστούν.

Ελπιδοφόρες δοκιμές σε ποντίκια

Salk scientists move one step closer to developing 'exercise-in-a-pill.' Partial view of a mouse calf muscle stained for different types of muscle fibers: oxidative slow-twitch (blue), oxidative fast-twitch (green), glycolytic fast-twitch (red). Credit: Salk Institute/Waitt Center

Οι επιστήμονες χορήγησαν επί δύο μήνες σε ποντίκια τη χημική ουσία GW1516, η οποία επέτρεψε στα πειραματόζωα να έχουν αντοχή για να τρέχουν σε διάδρομο επί 270 λεπτά. Αντίθετα, τα τρωκτικά που δεν είχαν πάρει την GW1516, άντεχαν να τρέξουν μόνο επί 160 λεπτά (70% λιγότερο), προτού εξαντληθούν. Ακόμη, τα ποντίκια που είχαν πάρει την ουσία, είχαν και άλλα οφέλη, όπως χαμηλότερο σωματικό βάρος και καλύτερα επίπεδα σακχάρου στο αίμα.

Η συγκεκριμένη ουσία επιδρά σε εκατοντάδες γονίδια που εμπλέκονται στον ενεργειακό μεταβολισμό και στις καύσεις μέσα στο σώμα. Κυρίως ενεργοποιούνται τα γονίδια που «καίνε» το λίπος και απενεργοποιούνται τα γονίδια που «καίνε» το σάκχαρο.

Salk Institute scientists build on earlier work that identified a gene pathway triggered by running, finding pathway conserves glucose and encourages fat-burning and endurance. Credit: Salk Institute

Η συγκεκριμένη ουσία επιδρά σε εκατοντάδες γονίδια που εμπλέκονται στον ενεργειακό μεταβολισμό και στις καύσεις μέσα στο σώμα. Κυρίως ενεργοποιούνται τα γονίδια που «καίνε» το λίπος και απενεργοποιούνται τα γονίδια που «καίνε» το σάκχαρο.

Οι ερευνητές θεωρούν σημαντικό ότι μειώνεται η διάσπαση της γλυκόζης, επειδή όταν τα επίπεδα σακχάρου στο αίμα πέφτουν (υπογλυκαιμία), τότε ο εγκέφαλος επηρεάζεται αρνητικά και εμφανίζεται κόπωση στο σώμα. Όταν, όμως, γίνεται εξοικονόμηση σακχάρου και το επίπεδό του αργεί να πέσει, όπως συμβαίνει χάρη στη GW1516, τότε η αντοχή αυξάνεται.

«Αν αναπρογραμματίσει κανείς τα κατάλληλα γονίδια, μπορεί να αποκτήσει ένα υψηλό επίπεδο αντοχής, χωρίς να χρειάζεται να δαπανήσει πολλή ενέργεια», εξηγεί ο δρ Έβανς.

Salk Institute scientists activate gene pathway in sedentary mice with a drug, mimicking beneficial effects of exercise. http://www.salk.edu/news-release/exer...

Η συγκεκριμένη ουσία πρωτοεμφανίσθηκε στη δεκαετία του 1990 με στόχο τη θεραπεία μεταβολικών και καρδιαγγειακών παθήσεων. Αργότερα ξεχάστηκε, καθώς ορισμένες μελέτες έδειξαν ότι μπορεί να είναι καρκινογόνος σε μεγάλες δόσεις.

Όμως, ορισμένοι επιστήμονες συνέχισαν να τη μελετούν ενώ παρανόμως έχει χρησιμοποιηθεί και από αθλητές στους Ολυμπιακούς αγώνες του Πεκίνου το 2008 και τελικά να απαγορεύθηκε από τον Παγκόσμιο Οργανισμό Αντι-Ντόπινγκ ως μη ασφαλής.

Πηγές: Weiwei Fan et al. PPARδ Promotes Running Endurance by Preserving Glucose, Cell Metabolism (2017). DOI: 10.1016/j.cmet.2017.04.006 , www.cell.com/cell-metabolism/fulltext/S1550-4131(17)30211-5 - http://www.tovima.gr/science/medicine-biology/article/?aid=877418

Κάμερα-αστραπή τραβά 5 τρισ. εικόνες το δευτερόλεπτο. The world’s fastest film camera: when light practically stands still

Μια εικόνα ανά 0,2 τρισεκατομμυριοστά του δευτ. απαθανατίζει η πρωτοποριακή κάμερα των σουηδών ερευνητών. Forget high-speed cameras capturing 100 000 images per second. A research group at Lund University in Sweden has developed a camera that can film at a rate equivalent to five trillion images per second, or events as short as 0.2 trillionths of a second. This is faster than has previously been possible. Elias Kristensson (Photo: Kennet Ruona)

Ερευνητές στη Σουηδία ανακοίνωσαν ότι κατασκεύασαν την ταχύτερη κάμερα στον κόσμο, η οποία μπορεί να τραβήξει πέντε τρισεκατομμύρια εικόνες το δευτερόλεπτο, ή μία εικόνα ανά 0,2 τρισεκατομμυριοστά του δευτερολέπτου.

Οι ταχύτερες κάμερες σήμερα τραβάνε έως 100.000 διαδοχικές εικόνες το δευτερόλεπτο. Αντί για μία εικόνα τη φορά, η νέα κάμερα τραβά πολλαπλές εικόνες ταυτόχρονα και χρησιμοποιεί έναν ειδικό αλγόριθμο για να τις βάλει στη σειρά σε μορφή βίντεο.

«Κλικ» ρεκόρ

Elias Kristensson and Andreas Ehn (Photo: Kennet Ruona)

Η νέα κάμερα προορίζεται για επιστημονικούς κυρίως σκοπούς, με στόχο να παρατηρήσει τρομερά γρήγορες φυσικές, χημικές, βιολογικές κ.ά. διαδικασίες. Στο μέλλον θα μπορούσε να έχει επίσης βιομηχανικές και άλλες εφαρμογές.

Ήδη οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν την κάμερα για να παρακολουθήσουν φωτόνια που ταξιδεύουν μια απόσταση όσο το πάχος ενός φύλλου χαρτιού, μια διαδικασία που διαρκεί περίπου ένα τρισεκατομμυριοστό του δευτερολέπτου (picosecond).

Οι ερευνητές του Πανεπιστημίου της πόλης Λουντ, με επικεφαλής τον Ελίας Κρίστενσον, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό «Light: Science & Applications», ονόμασαν τη νέα τεχνολογία FRAME (Frequency Recognition Algorithm for Multiple Exposures).

Ήδη μια γερμανική εταιρεία αναπτύσσει τη νέα τεχνολογία και αναμένεται σε περίπου δύο χρόνια να μπορεί να χρησιμοποιηθεί ευρύτερα.

Πηγές: FRAME: femtosecond videography for atomic and molecular dynamics - http://www.tovima.gr/science/technology-planet/article/?aid=876945