О важных событиях, произошедших в науке и технике за предыдущую неделю, в пятиминутном видео рассказывает общественное движение "Россия-2045". На этот раз речь пойдет о первой в мире искусственной бионической конечности, выращенной из мускулатуры крысы, радиолокационных технология от Google, 19-летнем одаренном робототехнике из США, хирургических инструментах размером с пылинку и японском роботе HRP-2.
1. Бионическая конечность крысы
Биотехнологи из Массачусетской общей больницы в Бостоне (США) создали первую в мире искусственную бионическую конечность крысы, вырастив ее мускулы, суставы и сосуды из стволовых клеток в биореакторе. Гаральд Отт и его коллеги разработали методику, которая позволяет выращивать искусственные конечности, используя "шаблон" из поврежденной конечности и стволовые клетки. За несколько недель выращивания в биореакторе ученые получили полноценную конечность, за исключением отсутствующих в ней нервов.
Для проверки работоспособности лапы крысы ученые подключили к ее мускулам электроды, которые заставили конечность сокращаться при подаче тока. Пальцы, суставы и мускулы искусственной ноги успешно двигались, и, по информации авторов разработки, обладали сопоставимой силой по сравнению с конечностями новорожденного грызуна.
В ближайшее время ученые планируют создать с помощью этой методики искусственную руку примата, используя в качестве "каркаса" ампутированную конечность бабуина. Кроме того, важно решить проблему с проращиванием нервных окончаний в конечности, без чего невозможно добиться ее очувствления.
2. Управление жестами от Google
Компания Google разрабатывает оборудование для управления жестами на базе радиолокационных технологий, что открывает новые возможности в управлении и взаимодействии с портативными устройствами и системами. Project Soli находится на ранней стадии (ему меньше года), но уже показывает впечатляющие перспективы. Новый интерактивный сенсор использует радиолокационные технологии, благодаря чему способен отслеживать даже микродвижения пальцев человека с высокой точностью.
Сенсор можно интегрировать в микропроцессор размером не более человеческого ногтя и использовать в различных гаджетах, часах, браслетах и других устройствах. Особенно эта разработка перспективна для компактных девайсов, у которых элементы управления слишком малы и неудобны для контакта напрямую. Для управления громкостью не нужно будет нажимать кнопки или водить пальцем по экрану. Достаточно сымитировать в воздухе двумя пальцами жест, будто вы крутите виртуальное колесико громкости. А включить и выключить девайс можно обычным "кликом" в воздухе.
3. Бионический протез руки
19-летний американец Истон ЛаШапель создал бионический протез руки, управляемый мозгом человека. Это уже пятое поколение протеза, над которым одаренный робототехник начал работать еще подростком – пять лет назад. Все детали напечатаны на 3D-принтере, а стоимость этой версии протеза не превышает 600 долларов. Управляется он беспроводным устройством для чтения мыслей под названием Anthromod, который считывает сигналы мозга человека и с помощью алгоритма переводит их в движения руки. По словам автора разработки, научиться использовать Anthromod можно за десять минут.
Пока рука не выглядит готовой для массового производства, но уже близка к этому. Важной особенностью бионической конечности является то, что это устройство с открытым кодом. Фактически любой желающий может напечатать протез на 3D-принтере, исправить его, создать свою версию, адаптированную под индивидуальные требования носителя. Истон ЛаШапель уверен: в будущем Anthromod можно будет использовать для управления роботизированной рукой на расстоянии для работы в опасных средах.
4. Хирургические инструменты с пылинку
Ученые из Университета Джонса Хопкинса создали хирургические инструменты размером с пылинку. Для работы таких зажимов не требуется ни батареек, ни проводов – только тепло биологического тела. Нанозажимы в форме микрозвездочки предназначены для проведения биопсии при диагностике онкологических заболеваний.
Предварительно охлажденные инструменты вводятся в организм через рот, нос или анус. Через пять минут под воздействием тепла биологического тела кончики микрозвездочек закручиваются внутрь, отщепляя от органа кусочек ткани размером в несколько клеток. После этого устройства удаляются из организма при помощи магнитного катетера.
В результате такой щадящей процедуры врач получает сразу сотни образцов для исследования, не нанося вреда организму. Используя нанозахваты, медики провели биопсию кишечника, пищевода и желчного протока свиньи, чья пищеварительная система схожа с человеческой.
5. Робот HRP-2
Исследователи из Токийского университета создали робота HRP-2, который может двигать тяжелые предметы, используя собственный вес. Робот может упираться в груз плечом или всей поверхностью спины, одновременно отталкиваясь от пола ногами и удерживая равновесие. При этом он самостоятельно выбирает метод передвижения груза с учетом текущих результатов, а также делает выводы из расчета, насколько продвинулся в работе. Правда, пока робот не ходит по ступенькам, реализация этой задачи еще впереди.