Искусственные эритроциты имитируют естественные и обладают новыми способностями
https://www.sciencedaily.com/releases/2020/06/200603122955.htm
До сих пор большинство искусственных красных кровяных телец обладали лишь одной или несколькими ключевыми характеристиками естественных клеток. Как сообщает ACS Nano, ученые из университета Нью-Мексико, США хотели создать искусственные эритроциты, которые имели бы сходные свойства с естественными, но которые также могли бы выполнять новые задачи, такие как терапевтическая доставка лекарств, магнитное таргетирование и обнаружение токсинов.
Искусственные клетки похожи по размеру, форме, заряду и поверхностным белкам на естественные клетки, и они также могут проходить через модельные капилляры, не теряя своей формы. Исследователи загрузили искусственные клетки гемоглобином, противоопухолевым препаратом, датчиком токсинов или магнитными наночастицами, чтобы продемонстрировать их способность к транспортировке веществ. Группа также показала, что новые эритроциты могут служить приманкой для бактериального токсина. Будущие исследования будут посвящены потенциалу искусственных клеток в медицине, а именно их применение лечении онкологических заболеваний.
Клетки осьминога смогут сделать людей невидимыми?
https://www.sciencedaily.com/releases/2020/06/200602183419.htm
Осьминоги, кальмары и другие морские существа имеют способность становиться невидимыми на короткое время, используя специальные ткани в своих телах для манипулирования передачей и отражением света. И исследователи из Калифорнийского университета в Ирвине решили адаптировать эту способность для человеческих клеток.
Ученые долгое время наблюдали, как самки кальмаров могут скрываться от хищников, динамически переключая полосу на своем теле с почти прозрачной на непрозрачную белую. Этот вид кальмаров имеет специализированные отражающие клетки, называемые лейкофорами, которые могут изменять то, как они рассеивают свет. Внутри этих клеток находятся лейкосомы, мембраносвязанные частицы, состоящие из белков, известных как рефлектины, которые могут создавать радужный камуфляж. В своих экспериментах исследователи культивировали эмбриональные клетки почек человека и генетически модифицировали их для экспрессии рефлектина. Они обнаружили, что введенные структуры на основе рефлектина заставляют клетки изменять свое рассеяние света.
Хотя невидимость людей все еще остается в области научной фантастики, это исследование демонстрирует возможность разработать человеческие клетки с оптическими свойствами, реагирующими на раздражители. Кроме того, новые знания также могут открыть возможность использования рефлектинов в качестве биомолекулярного маркера нового типа для медицинской и биологической микроскопии.
Новое устройство может производить электричество, используя тень
https://www.sciencenews.org/article/new—device—can—produce—electricity—using—shadows
Новое устройство использует контраст между яркими пятнами света и тенью для создания тока, который может производить электроэнергию для небольшой электроники. “Мы можем собирать энергию в любом месте на Земле, а не только на открытых пространствах”, — говорит Сви Чинг Тан, ученый-материаловед из Национального университета Сингапура.
Тан и его команда создали устройство, названное генератором энергии теневого эффекта, поместив сверхтонкое покрытие из золота на кремний, типичный материал солнечных элементов. Как и в солнечном элементе, свет, падающий на кремний, заряжает его электроны энергией. С помощью слоя золота генератор энергии теневого эффекта производит электрический ток, когда часть устройства находится в тени.
Заряженные электроны движутся от кремния к золоту. При затенении части прибора напряжение освещенного металла увеличивается относительно темной области, и электроны в генераторе перетекают от высокого напряжения к низкому. Отправка их через внешнюю цепь создает ток, который может питать среднестатистический гаджет.
Чем больше контраст между светом и тьмой, тем больше энергии дает генератор. Таким образом, команда работает над повышением производительности устройства, заимствуя стратегии от солнечных батарей для сбора света. Увеличение поглощаемого этими генераторами света позволит им лучше использовать тени.
Робот-повар приготовит вам омлет
https://www.sciencedaily.com/releases/2020/06/200601113315.htm
Команда инженеров из Кембриджского университета в сотрудничестве с компанией по бытовой технике Beko, научили робота готовить омлет, от разбивки яиц до готового блюда, используя машинное обучение. Команда также усовершенствовала кулинарные навыки робота чтобы приготовить хорошее блюдо с приятным вкусом.
Обучить робота приготовлению пищи не такая уж простая задача, требующая решения сложных проблем связанных с манипуляцией робота, компьютерным зрением, тактильностью, взаимодействием с человеком, а также производством конечного продукта. Кроме того, вкусовые предпочтения различны от человека к человеку, что делает процесс приготовления пищи качественной, а не количественной задачей, которые обычно выполняют роботы.
Однако ученные утверждают, что их робот-шеф повар справился с задачей лучше, чем они ожидали. Результаты показывают, что машинное обучение может быть использовано для количественного улучшения в оптимизации продуктов питания.Кроме того, такой подход может быть легко распространен на нескольких роботизированных поваров.
Пчелы понимают, что 6 больше, чем 4
https://www.sciencedaily.com/releases/2020/03/200302103745.htm
Ученые из университета Кёльн провели исследование, которое показало, что насекомые обладают когнитивными способностями для выполнения так называемой оценки счисления, что позволяет им решать простые математические задачи. Их нейронная сеть также может быть использована для успешного машинного обучения.
Эксперименты продемонстрировали, что такие насекомые как пчелы, могут сосчитать до определенного количества объектов. Пчелы также смогли сравнить наборы объектов и оценить, были ли они одинакового размера. Так, пчела признала что шесть алмазов больше, чем четыре круга.
До сих пор неясно, как устроена нейронная сеть для этой когнитивной способности. Более ранние теоретические модели предполагали твердо реализованную круговую схему с четырьмя задействованными нейронами для четырех арифметических операций. Однако, компьютерная модель этого исследование показала, что достаточно не четырех, а только одного нейрона. В результате исследователи определили сравнительно простую модель, с помощью которой нейронная сеть может научиться решать задачи численного познания.
Кофеин повышает способность решать проблемы, но не творческий потенциал
https://www.sciencedaily.com/releases/2020/03/200305135050.htm
В западной культуре кофеин часто ассоциируют с творческими профессиями — от писателей с чашкой кофе, до программистов с напитками, содержащими кофеин. В то время как когнитивные преимущества кофеина — повышенная бдительность, улучшенная сосредоточенность и двигательная активность — хорошо известны, влияние кофеина на креативность менее известно.
Группа ученых из университета Арканзас провели исследования, в котором приняли участие 80 добровольцев. Случайным образом участник получал либо таблетку кофеина, эквивалентную крепкой чашке кофе, либо плацебо. Затем все участники прошли были проверены на стандартные меры конвергентного и расходящегося мышления, рабочей памяти и настроения. Кофеин никак не повлиял на креативное мышление, но значительно улучшил способность к решению проблем. В дополнение к результатам по креативности, кофеин не оказал значительного влияния на рабочую память, но испытуемые, которые принимали его, действительно чувствовали себя менее грустными.
Компьютерная программа преобразует сигналы мозга в синтетический голос
Ученые из Калифорнийского университета хотели создать технологию, которая сможет переводить активность мозга в речь. Результаты их исследования демонстрируют доказательства того, что это возможно, увеличивая надежду на то, что технологии позволят обрести голос парализованным и немым.
Техника очень инвазивна и опирается на электроды, расположенные глубоко в мозге. Технология отслеживает электрические сообщения, передаваемые мышцам в области рта и вокруг него, чтобы расшифровать то, что пытается сказать мозг.Ученые провели тесты только на пяти людях с эпилепсией, которым были установлены электроды как часть их лечения. Эти люди могли — и разговаривали во время тестов, и это позволяло компьютеру обрабатывать соответствующие сигналы мозга. Теперь ученые должны проверить, работает ли это на людях, которые не могут говорить.
Однако, мозговые сигналы, которые управляют речью, более сложны для декодирования, чем те, которые используются при движения рук и ног. Это означает, что синтетическая речевая система, в конечном итоге применяемая к парализованным пациентам, вероятно, будет ограничена ограниченным набором слов.
Роботы превзойдут медсестер?
https://www.sciencedaily.com/releases/2020/03/200304141540.htm
Инженеры из Ратгерского университета создали настольное устройство, которое сочетает в себе робота, искусственный интеллект и инфракрасную и ультразвуковую томографию для взятия крови или введения катетеров для доставки жидкостей и лекарств. Результаты их исследований показывают, что автономные системы, такие как роботизированное устройство с визуальным управлением, могут превзойти людей в некоторых сложных медицинских задачах.
По словам исследователей, трудности возникают примерно в 20 процентах диагностических и терапевтических процедур, и трудности увеличиваются у людей с маленькими, скрученными, сворачивающимися или свернутыми кровеносными сосудами, которые часто встречаются у детей, пожилых людей, хронически больных и травмированных пациентов. Однако, роботизированное устройство может точно направлять иглы и катетеры в крошечные кровеносные сосуды под минимальным наблюдением. Он сочетает в себе искусственный интеллект с ближней инфракрасной и ультразвуковой визуализацией для выполнения сложных визуальных задач, включая идентификацию кровеносных сосудов из окружающей ткани, их классификацию и оценку их глубины с последующим отслеживанием движения..
Младенцам нравится, когда им подражают
https://www.sciencedaily.com/releases/2020/05/200526111251.htm
Согласно последнему исследованию Лундского университета в Швеции, опубликованному в журнале PLOS One, шестимесячные младенцы прекрасно распознают, когда взрослые их пародируют и воспринимают это подражание как признак дружелюбности. Младенцы дольше смотрели и улыбались взрослому, который подражал им, в отличие от тех случаев, когда взрослый вел себя иным образом. Чем более точно взрослый копировал поведение младенца, тем сильнее был интерес ребенка и желание продолжить общение. В научной среде уже довольно давно бытуют теории о том, что развитие ребенка во многом строится на подражании взрослых. Однако ученые не располагали достаточными эмпирическими данными, способными подтвердить эти гипотезы. Результаты эксперимента открыли перед учеными обширные возможности для изучения формирования социальных навыков ребенка в первые месяцы его жизни. С другой стороны это также поможет взрослым более грамотно выстраивать отношения с детьми в первые годы их жизни.
Как бабочки могут помочь в лечении рака?
https://www.popsci.com/story/animals/butterfly—biomimicry—engineering/
На протяжении более 130 миллионов лет бабочки украшают нашу планету. Однако долгое время люди не задумывались над тем, как устроены эти организмы и какими способностями они обладают. Используя высокотехнологичные инструменты, наука обнаружила до сих пор невообразимые факты об этих «летающих цветах» — от способности преодолевать расстояние в тысячи километров до невероятных орнаментов их крыльев. И некоторые из этих открытий являются основой для фундаментальных экспериментов в медицине. Ученые Клемсонского университета обнаружили способность бабочек пропускать жидкости через свои хоботки диаметром в несколько микрон. Каждый вид делает это по-своему. Некоторые виды могут изменять диаметр внутренней трубки, увеличивая или уменьшая ее, чтобы вместить жидкости различной вязкости. Эти открытия имеют важное применение в области медицины. Например, зонды, созданные по образу и подобию хоботков бабочки, могут доставлять токсичные противораковые препараты непосредственно внутрь раковых клеток. Этот революционный прорыв позволит врачам уничтожать быстро размножающиеся раковые клетки и минимизировать риски для здоровых тканей. Подобные технологии также могут помочь хирургам доставлять нано литровое количество крови в самые маленькие кровеносные сосуды человека, предотвращая тем самым их недостаток кислорода.
Аналитическая группа редакции Qvant