Шорткод

1. Но пока только самые простые.

Проблема: нейробиологи могут записывать всё большие и большие массивы данных мозговой активности, но чтение нейронного кода остаётся сложнейшей задачей. Чаще всего учёным непонятно, какие сообщения скрыты в этих данных.

Решение: свёрточная нейронная сеть DeepInsight, которая способна расшифровывать необработанные нейронные данные из разных областей мозга животных и людей.

При тестировании на крысах нейронка предсказала смену положения, направления головы и скорости бега животных. Результаты DeepInsight были точнее, чем полученные при анализе обработанных данных.

Не ограничиваясь существующими знаниями, нейронка может, например, обнаружить у людей с болезнью Альцгеймера намерение повернуть голову, которое раньше не умели распознавать.

А зачем? Новый подход может в будущем позволить прогнозировать когнитивные процессы высокого уровня, такие как рассуждение и решение проблем.

Кто: группа исследователей из Норвегии, Германии и Великобритании

2. Проблема: аневризма головного мозга — опасное расширение стенки мозговой артерии. Её разрыв смертельно опасен.

Без вскрытия черепа это заболевание лечат, заполняя аневризму спиралями. Их устанавливают через катетер, который вводят в артерию в паху и продвигают по сосудам к мозгу. После этого катетер извлекают. Но если аневризма находится слишком глубоко, до неё сложно добраться.

Решение: мягкий управляемый роботизированный катетер с гидравлическим приводом для деликатной нейрохирургии. Он сделан из силиконовой резины с полостями с солевым раствором для гидравлического давления.

Катетер можно направлять в любую сторону во время прохождения по тонким кровеносным сосудам головного мозга и последующего извлечения.

Изобретение успешно протестировали на свинках, следующий этап — более масштабные тесты на животных, а потом на людях.

Кто: исследователи Калифорнийского университета в Сан-Диего, США, и Королевского госпиталя в Мельбурне, Австралия.

Читайте наш журнал тут: thecode.media

Подписывайтесь на наши соцсети:

ВКонтакте: https://vk.com/thecode.media

Связаться: [email protected]

Что это: VRSPACE — виртуальная среда, которая моделирует хоккейную площадку и задаёт четыре уровня сложности подачи шайб. Сложность определяется одной или двумя шайбами, которые подаются со скоростью 60—170 км/ч с расстояния 6, 12 или 18 метров.

Виртуальная среда отображает окружение с позиции хоккеиста у ворот. Система помогает тренировать хоккеиста и определять уровень его мастерства.

Как работает: пользователь в экипировке полевого игрока видит тело виртуального аватара и отбивает виртуальные шайбы, управляя реальной клюшкой.

Система анализирует активность хоккеиста, включая моторные реакции, позы и движение глаз. Это даёт возможность выявлять и классифицировать ошибки начинающих игроков. В будущем тренажёр позволит проводить более качественную подготовку хоккейных резервов.

Кто: сотрудники Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова, Россия.

Читайте наш журнал тут: thecode.media

Подписывайтесь на наши соцсети:

ВКонтакте: https://vk.com/thecode.media

Связаться: [email protected]

1. Проблема: когда из-за повреждения артерии повышается скорость тока крови, активируется так называемый фактор фон Виллебранда. Клетки прилипают к повреждённому сосуду, закрывая брешь.

Этот же фактор может привести к образованию сгустка или тромба, если скорость тока крови замедляется в сосудах сердца. Это чревато гибелью тканей сердца и развитием ишемической болезни.

В России и в мире отсутствуют устройства, с помощью которых можно регистрировать формирование таких сгустков.

Решение: прибор, который измеряет активность фактора фон Виллебранда. Устройство анализирует, как свет лазера отражается от пристеночной области сосуда. Рассеяние света меняется, если в наблюдаемой области зарождается будущий тромб. Диагностика занимает не более 15 минут.

Кто: исследователи Национального медицинского исследовательского центра кардиологии, Института медико-биологических проблем РАН, Россия, с коллегами из Словакии, Румынии, Чехии и Испании.

2. Проблема: в России ежегодно выбрасывают до миллиона тонн изношенных автомобильных шин. На переработку попадает лишь 5—7%. Остальные остаются во дворах жилых домов, на станциях техобслуживания и свалках.

Решение: технология получения синтетического газа с высоким содержанием водорода из твёрдых отходов — покрышек, древесных опилок, угольной пыли и шлама. При переработке выделяется минимальный объём углекислого газа, но и его планируют свести до нуля.

Твёрдые отходы обрабатывают горячим паром с температурой 500—1200 градусов Цельсия в зависимости от материала.

В результате получается три продукта: углеродная крошка, углеводородное топливо и синтетический газ. Углеродную крошку можно использовать в дорожных покрытиях и фильтрах, углеводородное топливо и синтез-газ — для отопления. А при переработке опилок получается биоуголь для приготовления пищи.

Посмотреть: https://youtu.be/o3ZYDQODNM8

Кто: исследователи Томского политехнического университета, Россия.

Читайте наш журнал тут: thecode.media

Подписывайтесь на наши соцсети:

ВКонтакте: https://vk.com/thecode.media

Связаться: [email protected]

1. Проблема: борщевик Сосновского продолжает причинять вред экологии. Сорняк обильно распространяется, обедняет растительность и опасен для людей и животных. Листья и плоды растения содержат много эфирных масел с фуранокумаринами — веществами, которые при попадании на кожу вызывают глубокие дерматиты наподобие ожогов.

Решение: разработать из борщевика Сосновского фармакологически активные субстанции для лечения псориаза, одного из распространённых кожных заболеваний. Два вида фуранокумаринов борщевика обладают противовирусным и противомикробным действием и не вызывают привыкания у микроорганизмов — возбудителей болезни.

Производство лекарства поможет ликвидировать неконтролируемые заросли борщевика.

Кто: учёные Алтайского государственного университета, Россия.

2. Проблема: с помощью магнитоэнцефалографии можно на самой ранней стадии выявлять неврологические расстройства или патологии головного мозга, например эпилепсию и болезни Паркинсона и Альцгеймера. Метод МЭГ очень точный, так как биологические ткани прозрачны для магнитных полей.

Но датчики современных магнитоэнцефалографов требуют охлаждения до сверхнизких температур. Это делает МЭГ-системы очень дорогими — в мире не более 400 установок.

Решение: сделать МЭГ-датчик, который работает при комнатной температуре. Он разработан на основе плёнки из железо-иттриевого граната, имеет высокую чувствительность и позволяет регистрировать даже слабые или глубинные сигналы электрической активности головного мозга.

Новые датчики надёжны и недороги, что может сделать магнитоэнцефалографию доступной большому кругу исследователей, врачей и пациентов.

Кто: исследователи Сколковского института науки и технологий, Российского квантового центра и Высшей школы экономики, Россия.

Читайте наш журнал тут: thecode.media

Подписывайтесь на наши соцсети:

ВКонтакте: https://vk.com/thecode.media

Связаться: [email protected]

1. Проблема: для измерения уровня сахара в крови с помощью глюкометра используют тест-полоски с ферментами, которые окисляют глюкозу. Срок жизни ферментов ограничен, поскольку они вырабатываются микроорганизмами. Из-за этого тест-полоски дорогие.

Решение: бесферментный катализатор, который способствует электрохимическому окислению глюкозы. В отличие от аналогов, реакция протекает в нейтральной среде раствора, которая соответствует кислотности крови человека.

Другие подобные системы менее чувствительны к глюкозе, либо работают в щелочной среде и требуют дополнительного этапа разведения пробы, что усложняет процедуру и снижает достоверность результатов.

Новая технология может помочь определять уровень сахара в крови точнее и дешевле.

Кто: исследователи Уральского федерального университета, Россия.

2. Проблема: по завершении добычи полезных ископаемых на участке месторождения остаются отработанные шахты. Эти пустоты под землёй могут быть причиной техногенных катастроф, например затоплений из-за прорывов подземных вод или землетрясений из-за обрушений шахты.

Обычно отработанные пространства рудников засыпают смесью из цемента, песка и гравия, но это дорого и не всегда восстанавливает необходимую прочность и структуру породного массива.

Решение: композиционный материал из отходов горнодобывающих и металлургических производств. Для его создания измельчают и смешивают пустую породу, малоценные руды, отходы обогащения и шлаки. Полученную смесь увлажняют, после затвердевания она становится очень прочной.

Новый материал получается на 80—90% дешевле традиционных, а себестоимость закладочных работ — на 40—50% ниже.

Кто: учёные Горного института НИТУ «МИСиС», Россия.

Читайте наш журнал тут: thecode.media

Подписывайтесь на наши соцсети:

ВКонтакте: https://vk.com/thecode.media

Связаться: [email protected]

1. Проблема: пластикового мусора много, очень много. На полигонах десятки лет разлагаются одноразовая посуда, бутылки, трубы, корпуса бытовых приборов, детали транспортных средств и многое другое. Все эти предметы сделаны из полипропилена, который в России в основном перерабатывают механическими способами.

Решение: перерабатывать пластиковые изделия из полипропилена в дизельное топливо. Углеродный скелет пластика расщепили в реакторе под давлением при температуре 320 градусов Цельсия. Основным реагентом химической реакции выступил водород.

Полученное топливо содержит 55% высших парафинов, что вполне соответствует нормам 40—60% в лучших марках.

Технологию можно внедрить на любом предприятии — от мусороперерабатывающего завода до завода по производству пластика.

Кто: учёные Санкт-Петербургского государственного университета промышленных технологий и дизайна, Россия.

2.Проблема: одно из частых сердечных заболеваний — стеноз аорты, при котором отток крови из левого желудочка сердца затруднён. Для лечения этой патологии устанавливают искусственный клапан в области выхода аорты из сердца.

Клапан доставляют к сердцу по сосудам. Место установки определяют, вводя контрастные вещества и анализируя форму и структуру сосудов. Поскольку вещества токсичны, частоту введения и дозу стараются минимизировать. Из-за этого процесс имплантации сложно контролировать.

Решение: нейросеть, которая подбирает идеальное место для установки клапана в режиме реального времени. Её обучили на тысячах размеченных снимков операций по установке искусственного клапана.

Нейронка определяет положение 11 ключевых точек на поверхности сосуда, клапана и системы его установки внутрь аорты с корректностью до 95%.

Кто: специалисты НИИ комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний и Томского политехнического университета, Россия.

Читайте наш журнал тут: thecode.media

Подписывайтесь на наши соцсети:

ВКонтакте: https://vk.com/thecode.media

Связаться: [email protected]

1. Проблема: в России и во всём мире острый дефицит донорских органов. Его можно преодолеть, создавая органы из собственных клеток пациента. Но готовые решения дороги и не универсальны.

Решение: собрать отечественный биопринтер. За основу взяли модель экструзионного принтера и вооружились западным опытом. В ход пустили подручные материалы — часть материалов приобрели на AliExpress, алюминиевые детали изготовили на заводе, а пластиковые напечатали на домашнем 3D-принтере. В результате получился надёжный универсальный биопринтер себестоимостью 20 тысяч рублей.

В качестве первой модели для печати выбрали хрящ ушной раковины человека, поскольку он состоит из одного типа клеток и не содержит кровеносных сосудов. Теперь хотят освоить внедрение клеток в каркас ушной раковины для создания трёхмерной структуры.

Кто: студенты Челябинского государственного университета, Россия.

2. Проблема: в строительстве, машиностроении и металлургии используют композиционные материалы, которые обеспечивают защиту от огня. Но при разложении эти материалы образуют токсичные вещества, которые крайне вредны для человека.

Решение: теплоизоляционный материал, который не выделяет токсичных веществ. Для его создания использовали жидкое стекло в сочетании с рубленым стекловолокном и наполнителями с содержанием кремния. Такой материал может защищать дома от пожаров более четырёх часов. А технология производства проста и дешевле, чем у аналогов.

Испытания показали, что новый материал не выделяет токсичных продуктов горения при перепаде температуры от 950 до 150 градусов Цельсия. Материал пригоден для изготовления строительных блоков, плит и огнезащитных дверей, а также тепловых экранов для машиностроения и металлургии.

Кто: исследователи Пермского политехнического университета, Россия.

Читайте наш журнал тут: thecode.media

Подписывайтесь на наши соцсети:

ВКонтакте: https://vk.com/thecode.media

Связаться: [email protected]

1. Маньяки на острие атаки.

Что это: MANiAC — магнитно-ориентированные наностержни в альгинатных капсулах, а если проще, то крошечные мягкие роботы с магнитным приводом, которые могут доставлять лекарства прямо в нервные волокна.

Под управлением магнитного поля крошки-роботы способны перемещаться против потока жидкости, подниматься, например, по спинному мозгу и оставлять лекарства там, где это нужно.

Перемещаясь по тканям центральной нервной системы, микророботы не создают трения, что полностью исключает травмы. Уже испытали на крысах и мышах, и всё прошло хорошо.

А зачем: лечить болезни центральной нервной системы сложно. Препараты, которые принимают перорально или внутривенно, могут давать сильные побочки на другие органы. Если доставлять лекарства точно по назначению, это поможет избежать осложнений и не вводить слишком большие дозы.

Кто: исследователи компании Weinberg Medical Physics и Университета Пердью с коллегами из США.

2. Ну-ка дыхни.

Что случилось: придумали, как превратить экран смартфона или умных часов в алкотестер при помощи встроенного рядом с экраном фотодиода.

А как: Gorilla Glass и другие стеклянные экраны с защитой от царапин имеют плотный слой, который работает как планарный волновод.

Обычно свет от дисплея проходит через защитный слой без отклонений. Если экран затуманивается, часть света попадает на волновод. Фотодиод измеряет интенсивность рассеяния света, которая пропорциональна количеству микрокапель на экране.

Если след дыхания содержит спирт, то чем его больше, тем быстрее испаряются микрокапли и уменьшается интенсивность рассеяния света.

Но: прототип реагирует на условия окружающей среды. Например, если на улице тепло или сухо, след дыхания испаряется с экрана быстрее. Эту проблему планируют решить, задействуя датчики температуры и влажности в устройстве.

Кто: исследователи Университета Лаваля, Политехнической школы Монреаля, Канада, и компании Corning Incorporated, США.

Читайте наш журнал тут: thecode.media

Подписывайтесь на наши соцсети:

ВКонтакте: https://vk.com/thecode.media

Связаться: [email protected]

1. Будут помогать полиции охранять порядок.

Что это: система наблюдения, которая анализирует кадры с дронов и может отличать обычное поведение от нестандартного. Она может использоваться для наблюдения за толпой и дорожным движением.

А как: снятые дронами кадры система дробит на мелкие ячейки. Затем она их анализирует, воссоздаёт картину происходящего и разрабатывает модель стандартного поведения в данной среде. А затем сравнивает аномалии, если они есть, и сообщает наблюдателю. Процесс происходит в реальном времени, поэтому ответные меры можно выработать быстро.

Систему тестировали на футбольном поле: во время игры футболистов попросили резко лечь. Нейронка тут же распознала аномалию.

Теперь полиция проведёт свои испытания, чтобы выяснить, насколько система эффективна и поможет ли она ловить преступников.

Кто: исследователи Технологического университета Брно вместе с Полицией Чешской Республики.

2. Давно не было новостей про графен.

Проблема: вода во многих водоёмах загрязнена тяжёлыми металлами, в том числе ураном. Даже в небольших концентрациях он опасен для человека.

Решение: удалять уран из питьевой воды с помощью графеновой пены. Если к пене оксида графена применить электрический заряд, она, как магнит, улавливает уран массой в четыре раза больше собственной.

При изменении заряда кристаллы урана выскальзывают из пены, и её можно использовать ещё шесть раз. Графеновая пена работает и в морской воде, снижая концентрацию урана с трёх частей на миллион до 19,9 части на миллиард.

Пену оксида графена можно приспособить для бытовой очистки воды, заменив фильтры с активированным углём и добавив электричество низкого напряжения.

Кто: исследователи Массачусетского технологического института, Аргоннской национальной лаборатории, США, Университета Тунцзи, Китай, Национального университета Чао Тун, Тайвань Токийского университета, Япония.

Читайте наш журнал тут: thecode.media

Подписывайтесь на наши соцсети:

ВКонтакте: https://vk.com/thecode.media

Связаться: [email protected]

1. Прибор на пламенном моторе.

Что это: безбатарейный кардиостимулятор, источником энергии которого служит само сердце.

Как работает: кардиостимулятор собирает кинетическую энергию сердца, которая создаётся за счёт прокачки крови через орган. Для этого кардиостимулятор имеет специальную конструкцию, которая может изгибаться для создания пьезоэлектрического эффекта.

По мнению исследователей, если сила сердечной мышцы — 0,5 ньютона, значит, его выходная мощность должна быть около 192 микроватт. А для питания обычного кардиостимулятора достаточно 10 микроватт.

Но: до исследования на людях ещё далеко.

Кто: исследователи Шанхайского университета Цзяотун.

2. Что это: «Психодиагностика в VR» — трёхмерная система психодиагностики людей в виртуальной реальности, которая автоматически оценивает психологическое состояние и качества характера тестируемого и формирует портрет его личности. С помощью системы планируют оценивать психологические качества претендентов на работу.

Как работает: кандидат на должность надевает VR-шлем и оказывается в смоделированной ситуации. Пока он взаимодействует с виртуальной средой, система собирает данные о его физическом и эмоциональном состоянии. Преимущество метода состоит в том, что испытуемый находится в игровой среде и не думает о том, что его оценивают.

Система отслеживает десятки категорий, среди которых уровень самооценки, эффективность работы, агрессивность и другие.

Активность в джире, конфлюенсе, гугл-почте и чатах система пока не анализирует.

Кто: учёные Самарского государственного медицинского университета, Россия.

Читайте наш журнал тут: thecode.media

Подписывайтесь на наши соцсети:

ВКонтакте: https://vk.com/thecode.media

Связаться: [email protected]