استفاده از باکتری در حرکت میکروربات ها

[ad_1]

ممکن است این خبر مانند بریده ای از یک رمان علمی تخیلی به نظر برسد، ولی پژوهشگران توانسته اند به کمک باکتری های موجود در مایعات، روشی برای حرکت میکرو موتورها پیدا کنند. برای نخستین بار، یک تیم تحقیقاتی موفق شده است تا سازه های بسیار ریز ملخ مانند (ملخ هواپیما) را با تغییر دادن شرایط نوری، در یک جهت بچرخانند.

گویا آی تی – این میکرو موتورهای جدید را می توان با هزینه ای کم، به تعداد انبوه تولید کرد و از آن برای رساندن داروها به اهداف خاص در روند درمان بیماری ها استفاده کرد.
روبرتو دی لئوناردو، یکی از نویسندگان ارشد این مقاله، از دانشگاه ساپینزا در رم، می گوید:” ما می توانیم مجموعه های بزرگری از این روتورها را بسازیم که به صورت مستقل کنترل شده و از نور به عنوان تنها منبع انرژی خود استفاده می کنند.”
“طراحی جدید، در مقایسه با تلاش های پیشین، که با اتکا بر باکتریهای گونه طبیعی و سازه های تخت، کار می کردند، سرعت چرخشی بسیار بالایی را با کاهش قابل توجه در نوسانات ادغام کرده است.”

این میکرو روبات ها، ممکن است از نظر اندازه کوچکتر از یک میلی متر باشند، اما قرار است مشابه گروهی از مورچه های هماهنگ، تأثیر بسیار مهمی روی انواع کاربردها، از بهبود دریافت داروها به اعضای بدن و تشخیص بیماریها گرفته تا جابه جایی اشیاء بزرگ مانند اتومبیل ها داشته باشند.
در طول دهه گذشته، پژوهشگران به دنبال روش هایی بودند تا با استفاده از باکتری ها بتوانند نیروی حرکت این ماشین های بسیار ریز را تأمین کنند. در یکی از این مطالعات، مشخص شد که می توان از سیگنال های نور برای کنترل حرکات باکتری ها استفاده کرد، که آن ها نیز در عوض می توانند موجب حرکت میکرو روبات ها شوند.
در حالی که پژوهشگران موفق شده اند این میکرو روبات ها را حرکت دهند، به دلیل حرکات پیچیده و نا منظم باکتری ها، هنوز نتوانسته اند حرکت آن ها را در سرعتی ثابت تنظیم کنند. مشکل اصلی در این بخش آن است که مایعات پر از باکتری، تنها در صورتی می توانند منبعی قابل اعتماد از سوخت برای میکرو روبات ها باشند که تمام باکتری ها در یک جهت حرکت کنند.
برای مقابله با این مشکل، دی لئوناردو و تیم او یک میکرو موتور ساخته اند که می تواند منبع بسیار کوچکی از باکتری های اشریشیا کلی را در خود جای دهد. این باکتری ها حرکتی آرام داشته و به نور حساس هستند. در لبه های خارجی این موتور بسیار کوچک و در حال چرخش، ۱۷ محفظه کوچک با سطح شیبدارهای زاویه دار وجود دارد.
زمانی که باکتری به سوی این میکرو موتور شنا می کند، سطوح شیبدار باکتری را به سوی این اتاقک های می فرستند. حرکت تاژک های این باکتری ها، باعث می شود که میکرو موتور بچرخد، و دقیقا همانطور که آب در حال جریان، یک آسیاب آبی را می چرخاند، این میکرو موتور را به حرکت وا می دارد.
در مرحله بعد تیم تحقیقاتی مجموعه ای از میکرو موتورها و باکتری های موجود در مایع را در معرض تابش های یک منبع نور قرار دادند. آن ها توانستند شدت نور را با استفاده از الگوریتمی که در بازه های ۱۰ ثانیه ای، به مجموعه نور می تاباند، تنظیم کنند.
با تنظیم کردن شدت نور، پژوهشگران توانستند هر یک از این میکروموتورها را تقریبا با سرعتی ثابت، در یک جهت بچرخانند.
طبق اظهارات دی لئوناردو :” این دستگاه ها می توانند در آینده به عنوان عملگرهای بسیار کم هزینه و قابل دفع در میکرو روبوت ها به کار گرفته شوند و در جمع آوری و طبقه بندی سلول ها در آزمایشگاه های مینیاتوری زیست-پزشکی موثر باشند.”

[ad_2]

لینک منبع

ساخت دستگاهی برای بازی با ذهن

[ad_1]

ابزاری که بتواند نت های موسیقی را بر اساس سیگنال های مغز یک فرد، منتشر کند، جدید ترین نمونه از فناوری کنترل ذهن است که می تواند به افراد مبتلا به نقص های حرکتی کمک کند تا ارتباط بهتری با دنیا برقرار کنند.

گویا آی تی – دستگاهی که عصب شناسان، آن را Encephalophone نام گذاری کرده اند، قرار نیست که به زودی وارد ۴۰ اختراع برتر دنیا شود، اما می تواند به افرادی که دچار سکته شده اند یا معلولیت های حرکتی دارند، کمک کند تا با موسیقی ارتباط برقرار کنند، اقدامی که نشان داده شده است می تواند در روند درمانی ان ها تأثیر مهمی داشته باشد.
با توجه به اینکه تنها با گذشت یک دهه از معرفی روش ثبث نوار مغزی، می توانیم از امواج صوتی برای بررسی فعالیت مغز استفاده کنیم، ترکیب صداهای الکترونیکی با امواج مغز، پدیده جدیدی نخواهد بود.
چیزی که در این نوآوری جدید است، میزان دقت و صحتی است که داوطلبان در تغییر دادن برخی نت های خاص در یک گام موسیقی، به کار برده اند.
مدت ها است که تلاش های مختلفی برای استفاده از رابط های مغزی با کامپیوتر (BCI) در ساخت موسیقی انجام شده است و برخی از آن ها نیز موفق بوده اند.
در سال ۲۰۱۱، محققانی در بریتانیا، از یک رابط BCI استفاده کردند تا به بیماران امکان انتخاب و تغییر شدت مجموعه ای از نت های از پیش تعیین شده را با تمرکز کردن روی آیکون های یک صفحه نمایش بدهند.

اما به کار گرفتن تمرکز برای فشردن یک دکمه مجازی، با انتخاب دقیق نت ها در یک گام موسیقی، زمین تا آسمان تفاوت دارد.
پیشرفت های صورت گرفته در فناوری BCI به تدریج موجب می شوند که امکان کنترل بیشتری روی فناوریهای مختلف وجود داشته باشد، و افرادی که به نحوی کنترل اعضای حرکتی خود را از دست داده اند بتوانند دوباره راه بروند، اجسام را در دست بگیرند یا حتی رانندگی کنند.

یا در این حالت خاص، یک کیبورد مجازی را بنوازند.
یکی از محققان این طرح، توماس دوئل از موسسه علوم عصب شناسی سوئد و دانشگاه واشنگتن، که خود نیز در عین حال یک عصب شناس و یک نوازنده است می گوید:” ما در وهله اول می خواستیم ثابت کنیم افراد تازه کار – کسانی که هیچ آموزشی در مورد Encephalophone ندیده اند- می توانند دستگاه را با دقتی که بهتر از حالت تصادفی است، کنترل کنند.”
Encephalophone دستگاهی است که مجموعه های مختلفی از امواج مغزی را برای کنترل یک پیانو به کار می گیرد.
امواج مغزی معمولا اشکالی از فعالیت های الکتریکی هستند که در اثر نوسان های بسیار ناچیز ولتاژ در طول اعضای سلول ها در سیستم عصبی مرکزی، تولید می شوند.
الگوهای مختلف تغییر ولتاژ، فرکانس های مختلفی را ایجاد می کنند که از فرکانس های کوچک امواج دلتا، تا فرکانس های بزرگ امواج گاما متغیر هستند. تغییر در فعالیت ها در سراسر مغز، چه به صورت تغییر در میزان هوشیاری یا تمرکز باشد، می تواند تغییراتی جزئی در الگوهای مختلف امواج ایجاد کنند.
در این مورد خاص پژوهشگران امواج آلفا –که PDR نیز نامیده می شوند- و امواج مو را از بخش های تصویری و حرکتی قشر مغز جمع آوری کرده اند.
برای کالیبره کردن دستگاه، ۱۵ داوطلب بزرگسال از دو روش استفاده کردند. روش اول، باز کردن و بستن چشم ها به مدت ۱۵ ثانیه برای تغییر فعالیت قشر بینایی، و روش دوم، مشاهده کردن باز و بسته کردن دست راست افراد بود.

هر دو روش تغییرات صورت گرفته در فعالیت مغز را با هشت مقدار، در امتداد گام دو ماژور موسیقی مرتبط ساختند.
پس از برگزاری یک جلسه فردی مختصر به عنوان تمرین، از داوطلبان خواسته شد که یک نت را با سه بوق از Encephalophone تطبیق دهند.
نتایج به دست آمده، حیرت انگیز نبود، اما از حالت تصادفی بهتر بود.
دوئل می گوید:” این تازه کاران عملکرد نسبتا خوبی داشتند، که بسیار بهتر از احتمال شانسی بودن این موفقیت در اولین تلاش آن ها است.”
مطالعات نشان داده است که گوش دادن به موسیقی می تواند برای افرادی که دچار مشکلات عصبی ناشی از سکته هستند، مزایای درمانی داشته باشد.
برای افرادی که پیش از آنکه توانایی صحبت کردن یا استفاده از اعضای خود را از دست داده باشند، نوازندگی می کرده اند، ساخت موزیک قطعا اثراتی فراتر از مزایای درمانی خواهد داشت – نوازندگی می تواند به آن ها کمک کند که هویت از دست رفته خود را مجددا پیدا کنند.
دوئل می گوید:” من فکر کردم که استفاده از یک ابزار رابط کامپیوتری-مغزی برای نواختن موسیقی بدون نیاز به حرکت، می تواند کار فوق العاده ای باشد.”
دوئل و همکارانش با افراد بیشتری در ارتباط هستند تا متوجه شوند که با آموزش های بیشتر تا چه اندازه می توانند عملکرد افراد در استفاده از Encephalophon را بهبود ببخشند.
طبق اظهارات دوئل:” Encephalophone پتانسیل خوبی برای بهتر کردن روند بهبود بیمارانی دارد که دچار سکته مغزی شده اند، یا ناتوانی های حرکتی دارند.”

[ad_2]

لینک منبع

تله پاتی رویا یا واقعیت؟

[ad_1]

علاقه به تله پاتی از دیر باز و شاید از زمان جنگ جهانی دوم بوجود آمد و جزو رویاهای محقق نشده ی انسانی است. تمایل انسانها به خوانش ذهن دیگران یا به زبان ساده تر اینکه بدانند دیگران در مورد آنها چه فکری می کنند همیشه وجود داشته است؛ و یا از راه دور و بدون حضور فیزیکی و از طریق ذهن بتوانند با یکدیگر ارتباط بر قرار کنند. در واقع تله پاتی دسترسی به اطلاعاتی است که در فکر شخص دیگری وجود دارد.

گویا آی تی – بی شک میل رسیدن به همین رویا باعث شده تا شرکتی فناورانه طی تلاشی علمی بتواند ابزاری تولید کند که این مهم را فرآهم آورد؛ این فناوری اکنون فقط قادر است مشاهده ی داخل مغز و بدن را البته با جزئیات دقیق فراهم آورد.
شرکت آمریکایی open water این سیستم را طراحی کرده و به نظر می رسد اکنون فقط در خدمت علم پزشکی است و به دلیل توانایی امکان مشاهده ی داخل بدن می تواند تومور های مغزی، خونریزی های شدید و یا شریان های مسدود را تشخیص دهد.
ابزار جدید مانند ام آر آی عمل می کند با این تفاوت که برخلاف روش ام آر آی که از امواج رادیویی و میدان های مغناطیسی بهره می برد؛ سیستم جدید از اشعه ی مادون قرمز برای اسکن مغز و بدن استفاده می کند. این سیستم با امکان آشکار سازی دمای بدن توانایی اسکن کامل بدن انسان را با وضوحی کامل و شبیه به دستگاه ام آر آی دارد.
این فناوری قادر است اطلاعات حافظه، فکر و عواطف را به صورت غیر تهاجمی دانلود و آپلود نماید
گرچه این ابزار کمک شایانی به علم پزشکی می کند اما هدف نهایی این شرکت از طراحی این سیستم برقراری ارتباط و تله پاتی بین انسان هاست که در طی ۸ سال آینده برنامه ریزی شده است.
به نظر شما در ۸ سال آینده می توانیم فکر یکدیگر را بخوانیم و تله پاتی به طور واقعی اتفاق می افتد؟

[ad_2]

لینک منبع

الهام از مغز زنبور برای ساخت بهترین دوربین دیجیتال جهان

[ad_1]

نتایج تحقیقات جدیدی که روی نحوه تشخیص رنگ توسط زنبورها انجام شده، می توانند در ساخت دوربین های دیجیتال بهتر به کار روند. یعنی تصویر ثبت شده توسط دوربین گوشی یا هواپیماهای بدون سرنشین، طبیعی تر از همیشه خواهد بود.

گویا آی تی – کلید همه این فواید، پایداری رنگ است. با این روش است که زنبورها (و البته انسان ها) می توانند بگویند یک گل، قرمز است؛ و اهمیتی ندارد که رنگ یا کیفیت نور چطور باشد. این یک ترفند ذهنی است که دوربین های دیجیتال امروزی واقعا در حال مبارزه برای دستیابی به آن هستند.
محققان دریافتند که زنبورها از دو گیرنده رنگ در “چشم ساده (ocelli)” خود بهره می برند (چشمهای ساده، سه چشم اضافه ای هستند که در بالای سر زنبور قرار دارند) تا در مورد رنگ نور محیط قضاوت کنند. علاوه بر آن، دو چشم مرکب اصلی هم دارند که رنگ گل را به طور مستقیم تشخیص می دهد.
پژوهشگر ارشد دانشگاه RMIT در استرالیا، جیر گارسیا، معتقد است:” علم فیزیک نشان می دهد تشخیص رنگ نور توسط چشم ساده زنبور، به مغز این جاندار اجازه می دهد تا شدت نور رنگی طبیعی را کاهش دهد. در غیر این صورت، او در ادراک رنگ ها با مشکل مواجه می شود”.
“البته برای این کار، باید اطلاعاتی که از چشم ساده به دست آمده را با رنگ هایی که با چشم های مرکب خود دیده، ترکیب کند”.
در گذشته تصور می شد زنبورها نیز مانند انسان ها از نوعی تطبیق رنگ برای تصحیح اصالت رنگ استفاده می کنند؛ چیزی شبیه تنظیم تراز سفیدی روی یک عکس برای اصلاح نور محیطی آن..
اما این تحقیق جدید نشان می دهد که زنبورها کار دیگری انجام می دهند: دانشمندان، فعالیت عصبی چشم ساده را دنبال کردند و دریافتند اطلاعاتی که این چشم به دست می آورد، به منطقه اصلی پردازش رنگ در مغز زنبور ارسال می شود.
آن سه چشم بسیار کوچکی که در بالای سر زنبور قرار گرفته اند، نوری که از آسمان می آید را می سنجند و می توانند آن را به گونه ای تنظیم کننده که تشخیص رنگ گل ها به شکل صحیح انجام شود. این توانایی در هنگامی که زنبور عسل به دنبال گرده مناسب می گردد، بسیار اهمیت می یابد.
تا کنون، حکمت وجود آن چشم های ساده کمی مرموز بود، و فقط چند نشانه داشتیم که می گفتند آنها به پایدار ماندن زنبور در هوا کمک می کنند.
این تیم تحقیقاتی، چند اصل ریاضیاتی برای داده های مخلوطی که از چشم ساده و چشم های مرکب به دست می آیند، مطرح کرد. اصول مطرح شده، در نهایت برای ایجاد همان ترفند نوری در دوربین یک گوشی هوشمند یا یک ربات اکتشافی به کار می روند.
یکی از اعضای این تیم تحقیقاتی، آدریان دایر از دانشگاه RMIT می گوید: “برای یک سیستم دیجیتال مانند دوربین یا ربات، رنگ اشیا با آنچه واقعا هست، تفاوت دارد. در حال حاضر برنامه ای تدوین کرده ایم که با این فرض که جهان، به طور میانگین، خاکستری رنگ است مقابله می کند”.
“یعنی، به عنوان مثال، تشخیص رنگ واقعی میوه های رسیده یا شن و ماسه های غنی از مواد معدنی دشوار بوده و همین امر، شیوه های تصویر برداری از رنگ های فضای بیرونی توسط هواپیماهای بدون سرنشین را محدود می کند”.
مدلی که توسط این دانشمندان ارائه شده، با برخی از رفتارهای دنیای واقعی هماهنگی دارد؛ مانند شیوه تلاش زنبورهای عسل برای یافتن گل های مناسب، تحت نور مصنوعی.
این مدل، علاوه بر آنکه می تواند در شرایطی که نور غیرعادی در محیط وجود دارد عکس های فیس بوک شما را واقعی تر نشان دهد، به رباتها اجازه می دهد که بدون اشتباه در مورد چیزی که در حال نگاه به آن هستند، در قسمت هایی که نور آفتاب می تابد و قسمت های سایه به حرکت خود ادامه دهد.
دوربین ها، ربات ها و هواپیماهای بدون سرنشین، می توانند از حسگرهای اضافه ای که شبیه چشم ساده زنبور هستند برای قضاوت در مورد شرایط نور محیطی استفاده کنند و برای انجام این کار دیگر نیازی به آن همه قدرت پردازش بالا نیست.
یکی از این محققان، جان اندلر، از دانشگاه دیکین استرالیا می گوید: “این کشف یک پاسخ فوق العاده برای یک مسئله قدیمی به دست می دهد و پایداری رنگ را با کمترین هزینه محاسباتی ایجاد می کند”.

[ad_2]

لینک منبع