#59 Дайджест Новостей аватар-технологий
Смотрите #59 выпуск Дайджеста Новостей аватар-технологий. Каждую неделю мы информируем вас о самых важных событиях в сфере технологий искусственного тела, кибермедицины, робототехники, био- и нанотехнологий.
В этом выпуске:
- Новое видео испытания чувствительного бионического протеза кисти;
- Гелевые нанокапсулы от российских ученых для адресной доставки лекарств к больному органу;
- Трехмерная карта слов в мозге человека для чтения мыслей;
- Перчатки для общения немых людей с теми, кто не знает языка жестов;
- Робот-аватар OceanOne для подводных работ.
1) Американские исследователи из Лаборатории функциональных нервных интерфейсов в Университете Кейс-Уэстерн показали новое видео испытания бионического протеза кисти, который позволяет человеку чувствовать, к чему он прикасается.
Сотрудники лаборатории оборудовали обычный бионический протез сенсорной гаптической системой, предназначенной для передачи тактильной чувствительности и положения кисти. В предплечья добровольца имплантировали специально разработанные плоские электродные манжеты, охватывающие снаружи крупные нервы: локтевой, лучевой и срединный. В каждой из этих манжет находится восемь контактных точек, связанных с отдельными каналами стимуляции.
В различные части протеза поместили датчики, реагирующие на прикосновение. Их через компьютер соединили с имплантированными электродами так, чтобы информация от разных датчиков подавалась на нерв по разным каналам.
В результате многолетних экспериментов и настройки системы доброволец смог выполнять с помощью протеза различные тонкие действия, например, оторвать хвостик от вишни, даже с завязанными глазами. При выключенной гаптической системе ему это удается в 43 процентах случаев, а при включенной число успешных попыток достигает 93 процентов. По словам самого испытуемого, благодаря этой системе он ощущает протез не как инструмент, а как собственную руку.
Работы по разработке протеза, максимально напоминающего по функциональности человеческую кисть, ведутся с 2012 года. Пока система не может работать без проводного подключения к внешнему компьютеру. Рабочий прототип автономной системы разработчики рассчитывают создать к 2019 году.
2) Международная группа исследователей при участии физиков из МГУ имени М.В. Ломоносова разработала совершенно новый тип носителя лекарств для адресной доставки к больному органу - гелевые нанокапсулы с двойной оболочкой.
Главная проблема в этой области - заставить лекарство действовать только тогда, когда оно попадет в нужное место. Ученые решили использовать структуры, которые ранее практически не исследовались, - гелевые нанокапсулы. Ученые создали носитель, внутренняя полость которого окружена двумя оболочками разного химического состава. Внешняя пористая оболочка играет защитную (стабилизирующую) роль и препятствует слипанию нанокапсул, а поры внутренней оболочки могут открываться и закрываться в зависимости от температуры за счет изменения взаимодействия между ее мономерными звеньями.
В момент заполнения полости лекарством поры открыты, и лекарство всасывается в нее как в губку, затем температура меняется, поры внутренней оболочки закрываются, и лекарство отправляется в путь. В дальнейшем поры смогут открыться вновь только там, где это позволит температура.
3) Ученые из Университета Калифорнии в Беркли выяснили, как мозг реагирует на разные слова, о которых думает человек. Они поместили семерых добровольцев в функциональный магнитно-резонансный томограф (фМРТ) и дали им прослушать двухчасовую радиотрансляцию.
Наблюдая за движением крови (и кислорода) в сосудах головного мозга, специалисты смогли определить, какие области коры головного мозга реагируют на те или иные слова в историях, которые слушали участники исследования. Учёные обнаружили, что для разных людей близкие по смыслу слова вызывали приток крови примерно к одним и тем же областям мозга. С помощью компьютерных алгоритмов исследователи нанесли произнесённые в радиотрансляции слова на модель левого и правого полушарий головного мозга.
Такого рода исследования позволят в дальнейшем разработать программы для общения с людьми, которые находятся в сознании, но не могут говорить, например, после инсульта или автомобильной аварии. Портативные сканеры могли бы отслеживать активность в их мозге, а компьютер затем интерпретировал бы то, что они хотят сказать.
Кроме того, понимание работы человеческого мозга позволит создать более производительные искусственные нейронные сети, которые также смогут интерпретировать информацию об окружающем мире без вмешательства человека.
4) Два американца изобрели перчатки, которые помогут немым людям общаться с теми, кто не знает языка жестов.
Устройство считывает позиции рук и жесты, после чего передаёт полученную информацию через Bluetooth на компьютер. Затем, с помощью специальных алгоритмов, аналогичных тем, что используют некоторые голосовые помощники, программа анализирует полученные данные и преобразует их в звуки, путём поиска соответствий в своей базе данных.
Устройства, призванные помочь немым людям общаться с большим количеством людей, уже существуют, но имеют ряд недостатков. Некоторые используют текст для вывода информации, другие - слишком громоздкие. Перчатки, созданные студентами университета Вашингтона, помещаются в карман, поэтому их можно использовать как повседневный аксессуар.
5) Подводный робот OceanOne, разработанный специалистами из Стэнфордского университета, совершил первое погружение к останкам затонувшего в XVII веке корабля.
Робот оборудован камерами для передачи стереоскопического видеопотока и манипуляторами с гаптической отдачей. Большую часть времени робот самостоятельно передвигается, однако оператор может в любой момент перейти на ручное управление при помощи специально спроектированного контроллера. Для управления движением могут использовать как двигатели, так и манипуляторы - если роботу не хватает двигателей для какого-либо маневра, то робот может оттолкнуться руками от стены.
По словам разработчиков, наличие двух рук и стереоскопического зрения позволяет заменить роботом людей в потенциально опасных условиях. В частности, создатели OceanOne предлагают использовать робота для обслуживания буровых платформ. Кроме того, гуманоидный дизайн робота позволяет использовать его и в групповых погружениях с людьми.
В этом выпуске:
- Новое видео испытания чувствительного бионического протеза кисти;
- Гелевые нанокапсулы от российских ученых для адресной доставки лекарств к больному органу;
- Трехмерная карта слов в мозге человека для чтения мыслей;
- Перчатки для общения немых людей с теми, кто не знает языка жестов;
- Робот-аватар OceanOne для подводных работ.
Click to view1) Американские исследователи из Лаборатории функциональных нервных интерфейсов в Университете Кейс-Уэстерн показали новое видео испытания бионического протеза кисти, который позволяет человеку чувствовать, к чему он прикасается.
Сотрудники лаборатории оборудовали обычный бионический протез сенсорной гаптической системой, предназначенной для передачи тактильной чувствительности и положения кисти. В предплечья добровольца имплантировали специально разработанные плоские электродные манжеты, охватывающие снаружи крупные нервы: локтевой, лучевой и срединный. В каждой из этих манжет находится восемь контактных точек, связанных с отдельными каналами стимуляции.
В различные части протеза поместили датчики, реагирующие на прикосновение. Их через компьютер соединили с имплантированными электродами так, чтобы информация от разных датчиков подавалась на нерв по разным каналам.
В результате многолетних экспериментов и настройки системы доброволец смог выполнять с помощью протеза различные тонкие действия, например, оторвать хвостик от вишни, даже с завязанными глазами. При выключенной гаптической системе ему это удается в 43 процентах случаев, а при включенной число успешных попыток достигает 93 процентов. По словам самого испытуемого, благодаря этой системе он ощущает протез не как инструмент, а как собственную руку.
Работы по разработке протеза, максимально напоминающего по функциональности человеческую кисть, ведутся с 2012 года. Пока система не может работать без проводного подключения к внешнему компьютеру. Рабочий прототип автономной системы разработчики рассчитывают создать к 2019 году.
2) Международная группа исследователей при участии физиков из МГУ имени М.В. Ломоносова разработала совершенно новый тип носителя лекарств для адресной доставки к больному органу - гелевые нанокапсулы с двойной оболочкой.
Главная проблема в этой области - заставить лекарство действовать только тогда, когда оно попадет в нужное место. Ученые решили использовать структуры, которые ранее практически не исследовались, - гелевые нанокапсулы. Ученые создали носитель, внутренняя полость которого окружена двумя оболочками разного химического состава. Внешняя пористая оболочка играет защитную (стабилизирующую) роль и препятствует слипанию нанокапсул, а поры внутренней оболочки могут открываться и закрываться в зависимости от температуры за счет изменения взаимодействия между ее мономерными звеньями.
В момент заполнения полости лекарством поры открыты, и лекарство всасывается в нее как в губку, затем температура меняется, поры внутренней оболочки закрываются, и лекарство отправляется в путь. В дальнейшем поры смогут открыться вновь только там, где это позволит температура.
3) Ученые из Университета Калифорнии в Беркли выяснили, как мозг реагирует на разные слова, о которых думает человек. Они поместили семерых добровольцев в функциональный магнитно-резонансный томограф (фМРТ) и дали им прослушать двухчасовую радиотрансляцию.
Наблюдая за движением крови (и кислорода) в сосудах головного мозга, специалисты смогли определить, какие области коры головного мозга реагируют на те или иные слова в историях, которые слушали участники исследования. Учёные обнаружили, что для разных людей близкие по смыслу слова вызывали приток крови примерно к одним и тем же областям мозга. С помощью компьютерных алгоритмов исследователи нанесли произнесённые в радиотрансляции слова на модель левого и правого полушарий головного мозга.
Такого рода исследования позволят в дальнейшем разработать программы для общения с людьми, которые находятся в сознании, но не могут говорить, например, после инсульта или автомобильной аварии. Портативные сканеры могли бы отслеживать активность в их мозге, а компьютер затем интерпретировал бы то, что они хотят сказать.
Кроме того, понимание работы человеческого мозга позволит создать более производительные искусственные нейронные сети, которые также смогут интерпретировать информацию об окружающем мире без вмешательства человека.
4) Два американца изобрели перчатки, которые помогут немым людям общаться с теми, кто не знает языка жестов.
Устройство считывает позиции рук и жесты, после чего передаёт полученную информацию через Bluetooth на компьютер. Затем, с помощью специальных алгоритмов, аналогичных тем, что используют некоторые голосовые помощники, программа анализирует полученные данные и преобразует их в звуки, путём поиска соответствий в своей базе данных.
Устройства, призванные помочь немым людям общаться с большим количеством людей, уже существуют, но имеют ряд недостатков. Некоторые используют текст для вывода информации, другие - слишком громоздкие. Перчатки, созданные студентами университета Вашингтона, помещаются в карман, поэтому их можно использовать как повседневный аксессуар.
5) Подводный робот OceanOne, разработанный специалистами из Стэнфордского университета, совершил первое погружение к останкам затонувшего в XVII веке корабля.
Робот оборудован камерами для передачи стереоскопического видеопотока и манипуляторами с гаптической отдачей. Большую часть времени робот самостоятельно передвигается, однако оператор может в любой момент перейти на ручное управление при помощи специально спроектированного контроллера. Для управления движением могут использовать как двигатели, так и манипуляторы - если роботу не хватает двигателей для какого-либо маневра, то робот может оттолкнуться руками от стены.
По словам разработчиков, наличие двух рук и стереоскопического зрения позволяет заменить роботом людей в потенциально опасных условиях. В частности, создатели OceanOne предлагают использовать робота для обслуживания буровых платформ. Кроме того, гуманоидный дизайн робота позволяет использовать его и в групповых погружениях с людьми.