Сигналы мозга будут считывать через введенный в сосуд стентрод
Группа ученых из Мельбурнского университета совместно с коллегами из США разработали устройство размером со спичку, которое после введения через кровеносный сосуд позволит парализованному человеку управлять экзоскелетом. Проект поддерживается американским агентством по перспективным военным разработкам DARPA.
Изобретение, получившее название стентрод, доставляется к двигательной коре головного мозга без сложной хирургической операции. После того, как устройство достигло заданной точки, оно расширяется и закрепляется на стенках сосуда, после чего начинает регистрировать сигналы нейронов. Прототип способен фиксировать сигналы частотой до 190 Гц. Информация с стентрода поступает на носимый компьютер, который передает команды по коже экзоскелету. На разработку и тестирование прототипа ушло около 1 млн. долларов.
Стентрод изготовлен из сплава титана и никеля под названием нитинол и снабжен электродами. Он вводится в сосуд через катетер в районе паховой области. Похожий способ используется для борьбы с атеросклеротическими бляшками. Стентрод передает информацию по очень тонкому проводу, который проходит через шею и выводится в районе груди к портативному принимающему устройству.
Ученые уже провели успешные испытания устройства на овце. Сигналы ее мозга регистрировались в течение 190 дней, что, по словам разработчиков, свидетельствует о безопасности длительного использования подобных устройств. Первые испытания на человеке запланированы в 2017 году. Они будут проведены в Королевской Мельбурнской клинике. Если испытания окажутся удачными, первые стентроды будут доступны на рынке в течение 6 лет.
Самые интересные новости науки. Вчера сегодня завтра. Технологии.
Темпы развития областей нанотехнологий, робототехники и медицины позволяют рассчитывать на то, что в не очень далеком будущем на свет появятся крошечные “умные” машины, нанороботы, которые будут заниматься постоянным поддержанием здоровья людей на должном уровне, действуя внутри человеческого тела.Наноробот Шагом к реализации этой мечты являются крошечные нанороботы-рыбы, созданные специалистами Калифорнийского университета в Сан-Диего. Эти роботы, функционирующие под управлением внешнего магнитного поля, уже способны выполнять ряд достаточно сложных работ, включая доставку лекарственных препаратов к месту назначения, проведение микрохирургических операций и выполнение других манипуляций с отдельными клетками организма.
Разработанные группой Джинксинга Ли (Jinxing Li) нанороботы, которые в 100 раз меньше крупинки песка, состоят из крошечных золотых и никелевых сегментов, скрепленных друг с другом серебряными перемычками.
Для управления этими роботами используется внешний электромагнит, поле которого воздействует на сегменты из никеля, который является единственным магнитным материалом в конструкции этого наноробота.
Переменное магнитное поле определенной формы, генерируемое магнитом, заставляет тело робота изгибаться, совершая колебательные движения, напоминающие движения тела рыбы в воде. А изменение параметров магнитного поля позволяет контролировать направление и скорость движения этого крошечного “пловца”.
Следует отметить, что данные нанороботы являются далеко не первой подобной разработкой. Но большая часть того, что было создано ранее, по конструкции более напоминает крошечные субмарины, а не рыбу.
Такие нанороботы традиционно имеют “хвост”, закрученный в виде штопора, который выполняет роль винта субмарины и идея которого была позаимствована у некоторых видов микроорганизмов.
Ученые из Калифорнийского университета провели испытания созданных ими нанороботов, сравнительный анализ характеристик их движения и возможностей с аналогичными параметрами других подобных нанороботов.
Несмотря на достаточно высокую сложность их изготовления, калифорнийские нанороботы продемонстрировали большую маневренность, большую скорость передвижения и более высокую эффективность, нежели их ближайшие конкуренты.
А сейчас калифорнийские исследователи разрабатывают конструкцию нового наноробота, изготовленную из биоразлагаемых материалов, которая будет растворяться внутри организма человека без следа и не нанося ему вреда после того, как наноробот выполнит поставленную перед ним задачу.
Самые интересные новости науки. Вчера сегодня завтра. Технологии.
Роботы осуществили первую в истории успешную операцию внутри человеческого глаза
Операция проводилась профессиональными докторами из Оксфордского университета. В процессе были задействованы дистанционно управляемые медицинские роботы Preceyes, созданные одноимённой голландской компанией. Потребность в использовании робота возникла потому, что человеческой точности движений в случае с таким сложным органом, как глаз, было бы недостаточно. Здесь нет места крупным инструментам или неосторожным движениям, одна ошибка и пациент может получить серьёзные необратимые повреждения.
Конечно, операции с использованием роботом – это вовсе не новость. Но, как правило, роботы оказываются задействованы при работе с достаточно крупными органами. В случае же с глазами нужен совершенно иной уровень точности их движений. Пациентом, согласившимся на операцию с использованием сверхточных роботов, стал 70-летний священник Церкви Святой Марии — Уильям Бивер. Его правый глаз практически ничего не видел из-за того, что мембрана толщиной в сотую долю миллиметра блокировала его сетчатку. Именно Уильям решился стать первым человеком, принявшим участие в подобной операции.
Робот Preceyes изначально был разработан специально для особенно деликатных операций на глазах. Он гасит и сглаживает любые неосторожные движения оператора-хирурга, что исключает возможность повреждения оперируемых органов. Доктор управляет роботом при помощи джойстика и сенсорного экрана, а всё происходящее внутри глаза отображается на экранах с помощью микроскопа. Робот содержит в себе семь независимых моторов, работающих под управлением компьютера. Точность движений манипулятора составляет 1000-ю долю миллиметра.
После операции священник уже ощутил улучшения. Наконец-то его глаз видит не размытое чёрное пятно, а полноценную картинку. Специалисты из Оксфорда надеются, что их успешный опыт позволит и другим командам медиков по всему миру приступить к выполнению подобных операций.
Самые интересные новости науки. Вчера сегодня завтра. Технологии.
Осуществлена телепортация на рекордные 30 км
Квантовую телепортацию удалось осуществить на расстоянии в 30 километров. Об этом сообщается в журнале Nature Photonics, передает Lenta.Ru.
Китайские и канадские ученые независимо друг от друга проводили эксперименты по передаче закодированной информации в частицах света.
Квантовая телепортация через волоконно-оптические сети может значительно улучшить безопасность и прочность интернет-соединений.
Однако при передаче информации на дальние расстояния необходимы независимые источники света.
Проблема заключается в том, что световой пучок от одного источника после прохождения нескольких километров должен оставаться неразличимым по отношению к световому пучку из другого источника.
Чтобы решить эту проблему, две исследовательские группы независимо друг от друга разработали механизмы обратной связи и синхронизации световых сигналов специально для своих экспериментов по квантовой телепортации.
В одном случае был использован свет с длиной волны, характерной для телекоммуникаций. Это позволило минимизировать скорость, при которой фотонный сигнал теряет интенсивность во время своего прохождения в оптическом волокне.
Другая научная группа дополнительно использовала световой пучок с длиной волны в 795 нанометров.
Результаты эксперимента показали, что квантовая телепортация на дальние расстояния технически возможна. Ученые надеются, что их работа позволит разработать новые технологии, которые улучшат эффективность передачи закодированной в элементарных частицах информации.
В начале этого года физики провели опыт телепортации с живым организмом, создав аналог кота Шредингера. Ученые заявили о создании схемы, при помощи которой можно "телепортировать" квантовое состояние и центр масс.
Позже ученые нашли способ, позволяющий фактически мгновенно телепортировать информацию о свойствах материи на небольшие расстояния не на квантовом, а на обычном уровне.
Шифрованные пароли предложили передавать через тело
Исследователи из Вашингтонского университета предложили использовать человеческое тело для передачи шифрованных паролей между устройствами, так или иначе с ним соприкасающимися. Работаисследователей была представлена в Германии на конференции UbiComp 2016. По данным разработчиков, использование такого способа передачи паролей не потребует создания специального оборудования.
Современные «умные» системы для спаривания в шифрованном виде обмениваются паролями. При этом для передачи используются стандартные сети Bluetooth или Wi-Fi. Данные, передаваемые в этих сетях, могут быть перехвачены и расшифрованы злоумышленниками, поскольку имеющиеся технологии обеспечения безопасности имеют несколько уязвимостей.
По мнению разработчиков из Вашингтонского университета, передача шифрованных паролей для спаривания устройств через человеческое тело позволит избежать перехвата. Эту технологию предлагается использовать с теми устройствами, которые передают свои пароли смартфону пользователю для верификации и подключения или принимают ключи со смартфона.
В ходе исследований разработчики обнаружили, что для передачи паролей через человеческое тело могут использоваться емкостные и емкостно-гальванические сканеры отпечатков пальцев смартфонов, а также сенсорные панели ноутбуков. Эти устройства работают только на прием, но, оказывается, могут быть легко перенастроены на передачу данных.
Сканеры и сенсорные панели для считывания отпечатков пальцев и определения их положения генерируют сигналы в диапазоне от 2 до 10 мегагерц. Такое излучение очень быстро рассеивается в воздухе, но хорошо передается человеческим телом. Включая и выключая излучение таких устройств, можно формировать передачу данных.
Исследователи смогли разработать программное обеспечение, управляющее сканерами и панелями, которое задает битовую последовательность передачи данных. В ней включение излучения означает 1, а выключение — 0. Во время экспериментов разработчикам удалось добиться передачи данных со скоростью 50 бит в секунду с помощью сенсорных панелей и 25 бит в секунду — с помощью сканеров отпечатков пальцев.
Работу технологии исследователи проверили на сканерах отпечатков пальцев смартфонов iPhone 5 и iPhone 6, датчика отпечатков Verifi P5100, а также ноутбучных сенсорных панелей Lenovo T440 и Adafruit.
По мнению исследователей, этих скоростей вполне достаточно, чтобы передать пароль или цифровой код за пару секунд. Такая технология передачи данных позволит производить обмен данными между, например, смартфоном пользователя и «умным» дверным замком или «умными» часами и телефоном.
Сегодня существует множество способов взлома беспроводных сетей. Например, сети Wi-Fi, использующие упрощенную систему подключения устройств WPS, могут быть взломаны многопоточным перебором. В такой системе используются четырех- или восьмизначные цифровые пароли. При переборе необходима регулярная смена MAC-адреса атакующего устройства и паузы, чтобы избежать включения роутером защиты.
Получить данные Wi-Fi можно и без непосредственного подключения к точке доступа. Для этого лишь необходимо узнать ее основные параметры, включая имя, идентификационный номер и MAC-адрес. Используя эту информацию, можно настроить специальную программу-сниффер, способную перехватывать и записывать все данные, передаваемые между роутером и клиентом. Самые интересные новости науки. Вчера сегодня завтра. Технологии.
Первый электросамолет с двумя кабинами
Самолет использует водород для генерации электричества в полете, достигает скорости в 165 км/ч и способен преодолеть расстояние до 1500 км, полагаясь на батареи
Немецкие авиаинженеры успешно протестировали первый в мире самолет с двумя кабинами на гибридном топливе, – пишет Popular Mechanics. Десятиминутный тестовый полет состоялся в четверг. Самолет вылетел из аэропорта Штутгарта. Самолетом управляли два пилота, а вместо пассажиров сидели манекены.
Самолет с двумя кабинами, известный как HY4, был разработан авиаинженерной компанией Pipistrel, специалистами в области топливных элементов, компанией Hydrogenics, Ульмским университетом и Немецким аэрокосмическим центром DLR.
Самолет использует водород для генерации электричества в полете, достигает скорости в 165 км/ч, способен преодолеть расстояние до 1500 км, полагаясь на батареи исключительно во время взлета и посадки. Сходные батареи не так давно тестировали Boeing и Airbus, так как авиастроение ищет путь снизить уровень выбросов в атмосферу.
Солнечные батареи из перовскита
Солнечные ячейки из перовскита впервые появились 4 года назад, и с тех пор они становились все более эффективными.
Группа физиков из Оксфордского университета создала солнечную батарею из минерала перовскита. Устройство было построено практически таким же способом, как и обычные тонкопленочные кремниевые солнечные батареи, и их КПД также составил около 15%. Выяснилось, что при использовании перовскита не нужны нанополупроводники – новый тип ячейки способен проводить ток самостоятельно. Как известно, основным материалом для создания современных солнечных ячеек является кремний – дешевый полупроводник, имеющийся в избытке. Тем не менее, КПД кремниевых солнечных батарей невысок, а процесс производства довольно ресурсоемок. В результате электроэнергия, генерируемая с их помощью, недешева. В связи с этим ученые занимаются разработкой так называемых тонкопленочных солнечных ячеек, используя дешевые субстраты. К сожалению, такие устройства имеют дефекты, а потому их популярность невысока. Потому наука ищет способы построения тонкопленочных ячеек, используя не только кремний, но и другие материалы, лишенные присущих ему недостатков. Солнечные ячейки из перовскита впервые появились 4 года назад, и с тех пор они становились все более эффективными. Изначально минерал использовался в качестве замены красителя – только для поглощения света. Дополнительно создавались сложные пузыреобразные наноструктуры – предполагалось, что свойства перовскита как полупроводника в таких конструкциях будут выражены слабо. В прошлом году наноструктуры заменили изолирующей «оберткой», удешевив процесс, но в итоге выяснилось, что и она не нужна. Самые интересные новости науки. Вчера сегодня завтра. Технологии.
Американские инженеры создали космический ядерный реактор
Инженеры из Национальной лаборатории Айдахо в Айдахо-Фоллс заявили о создании портативного ядерного реактора, пригодного для использования первыми жителями Марса. Исследование ученых опубликовано в журнале Annals of Nuclear Energy.
Тепловая мощность ядерного реактора равняется 1,67 мегаватта, размеры его активной зоны составляют 80 на 134 сантиметра, срок службы — 15 лет. В качестве ядерного топлива применяется сплав, содержащий 15 процентов урана-235, упакованного в оболочку из карбида циркония и вольфрама. Пятая часть вырабатываемой реактором мощности (333 киловатта) может конвертироваться в электричество.
К качестве охлаждающего вещества в реакторе используется углекислый газ, в изобилии присутствующий на Красной планете. На Марсе, по оценкам ученых, такая установка может использоваться для обеспечения работы трехмерного принтера и поддержания базового жизнеобеспечения экипажа.
В 2011 году ученые из Национальной лаборатории Айдахо создали компактный реактор мощностью 40 киловатт. Новая установка стала развитием идей научного коллектива. Самые интересные новости науки. Вчера сегодня завтра. Технологии.