Представьте, что умные часы или фитнесс-браслет смогут управлять вашим метаболизмом, а не просто измерять пульс и подсчитывать количество шагов. Такое кажется невозможным, но поставленный учёными эксперимент показал, что активностью генов в клетках человека можно управлять электрическими импульсами.

Источник изображения: Pixabay

Исследователи из Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH Zürich) проделали работу, результатом которой может стать использование в будущем носимых устройств для укрепления нашего здоровья, а не только для сбора данных об активности. Учёные представили то, что они назвали «электрогенетическим» интерфейсом. Перспективный интерфейс способен запускать целевые гены по команде в те моменты, когда наш организм будет нуждаться в стимуляции или в коррекции состояния здоровья.

«Носимые электронные устройства играют всё большую роль в получении данных о здоровье человека для проведения персонализированных медицинских вмешательств, — пишут исследователи в опубликованной ими статье. — Однако из-за отсутствия прямого электрогенетического интерфейса, носимые устройства пока не могут напрямую программировать генную терапию. Здесь мы предоставляем недостающее звено».

Как сообщается в статье учёных в журнале Nature Metabolism, эксперимент был поставлен на мышах, больных диабетом 1-го типа. Мышам имплантировали клетки поджелудочной железы человека. Раздражение этих клеток электрическим током по команде с внешнего устройства приводило к принудительной выработке инсулина. С оговорками, но животных фактически избавили от неизлечимой болезни.

Источник изображения: Nature Metabolism

Стимуляция клеток происходит в процессе образования активных форм кислорода — очень активных и «агрессивных» молекул, уровень которых, впрочем, контролировался и не достигал концентрации, после которой молекулы кислорода становятся для организма ядом. Молекулы кислорода напрямую воздействуют на ДНК при делении клеток и могут направлять этот процесс в нужное русло, обеспечивая генную терапию с помощью контролируемых электрических импульсов.

«Мы считаем, что эта технология позволит носимым электронным устройствам напрямую программировать метаболические вмешательства», — пишут исследователи. Очевидно, что такое произойдёт очень и очень нескоро. Но потенциал в этом есть, и он обещает когда-нибудь справиться с генетическими заболеваниями и не только. Например, получить возможность выбрать в меню браслета режим «форсаж» и догнать уходящий поезд.

Исследователи из Института Файнштейна американской медицинской сети Northwell Health впервые обеспечили двойной искусственный обход поражённой нервной системы пациента. Встроенные в головной мозг человека имплантаты вернули подвижность и чувствительность руки. Не обошлось и без помощи искусственного интеллекта.

Источник изображений: Matthew Libassi / Northwell Health’s Feinstein Institutes for Medical Research

При подготовке к операции хирурги с помощью фМРТ провели многочисленные оценки зон головного мозга пациента, чтобы с максимальной точностью определить место размещения имплантатов — чипов, распознающих активность головного мозга в его отдельных областях. Но даже после этого в процессе 15-часовой операции на открытом мозге они консультировались с пациентом для уточнения мест установки датчиков.

Два имплантата считывали «мысли» пациента о желании двигать рукой, а три других принимали сигналы от датчиков на руке и запястье. Фактически врачи запустили два обходных пути для нейросигналов, барьером на пути которых стала травма позвоночника (спинного мозга). Один шунт заставлял руку совершать движения через систему накладных электродов (на позвоночник и предплечье), а другой возвращал в мозг сигналы от датчиков тактильных ощущений. Дальше мозг справлялся сам — связывал одно и другое и выстраивал новые нейронные цепи в головном мозге таким образом, чтобы человек воспринимал движение руки и тактильный отзыв в едином пакете.

По словам хирургов, это первый в истории случай, когда спинной мозг обошли двумя маршрутами. Ранее проводились экспериментальные операции, когда шунт, минуя поражённый спинной мозг, передавал расшифрованные компьютерным алгоритмом желания двигаться в мышцы конечностей. Но обратной связи до сих пор никто не организовывал, чтобы тактильные ощущения возвращались в мозг в обход повреждённых нервных тканей.

Между тем, обратная связь может помочь в восстановлении функций мозга, отвечающих за движения конечностей и их чувствительность. Проще говоря, по мере обучения мозг может научиться обходиться без компьютерных алгоритмов и случай с этим конкретным пациентом Northwell Health это подтвердил. После двойной стимуляции 45-летний парень с парализованными руками и ногами смог частично вернуть чувствительность руки и в два раза увеличил силу её сжатия.

Миллионы пациентов с подобными травмами могут надеяться вернуть подвижность и чувствительность конечностей, что обеспечит им развитие подобных технологий.

Современные технологии не позволяют осуществлять высокоточное дистанционное считывание активности мозга человека. Самым действенным способом по-прежнему остаётся установка электродов на кожу головы или имплантация непосредственно в мозг. Возможно, с этим сможет помочь новый китайский датчик активности мозга, который очень просто устанавливается в ушной канал пациента.

Источник изображений: Nature Communications (2023)

Разработанное группой ученых из китайского Университета Цинхуа устройство получило название SpiralE. Это тонкая многослойная полоска длиной 50 мм и шириной 3 мм. Полоска состоит из двух слоёв полимера с памятью формы, слоя электротермической активации формы и слоя с сенсорами для снятия электроэнцефалограммы.

Для ввода в ушной проход пациента датчик скручивается в плотный жгут. Уже на месте на датчик воздействуют электромагнитным полем, которое вызывает нагрев в его активирующем слое и, как следствие, заставляет полимерные слои с памятью формы распрямляться. Этот процесс приводит к тому, что датчик плотно соприкасается с кожей, и это обеспечивает аккуратное снятие сигналов мозговой активности. При этом каждый раз датчик принимает индивидуальные формы слухового канала, что делает его универсальным. Наконец, он не загораживает слуховой проход и не снижает чувствительность слуха человека, и легко извлекается.

Лабораторные испытания показали, что датчик удобен для длительного ношения и определяет активность мозга с точностью до 95 %. Учёные рассчитывают, что подобный датчик найдёт применение в изучении качества сна пациентов (спать с современными наголовными датчиками то ещё удовольствие), при выявлении эпилепсии и даже для слежения за активностью водителей, о чём они рассказали в своей статье в журнале Nature Communications.

Появление мобильных телефонов сопровождалось страхами о пагубном влиянии их излучения на здоровье. Слухи о том, что от мобильника «варятся мозги» оказались преувеличенными, но точку в вопросе безопасности мобильных телефонов никто так и не поставил. Новое многолетнее исследование показало, что опасность разговоров по мобильному телефону кроется не там, где искали раньше. Главной мишенью для радиоизлучения телефона оказалось сердце.

Источник изображения: Pixabay

Международная группа учёных во главе с профессорами из Южного медицинского университета (Гуанчжоу, Китай) за 12 лет изучила привычки и здоровье 212 046 взрослых в возрасте от 37 до 73 лет, опираясь на данные проекта UK Biobank. Все участники исследования обоих полов не имели гипертонии до начала сбора данных. Иными словами, все они были со здоровой сердечно-сосудистой системой. А потом зазвонил телефон…

Длительность разговора, его частоту, количество звонков в неделю и количество лет пользования мобильными или стационарными телефонами (гарнитурами или громкой связью) участники исследования освещали в опроснике. Пользователем мобильного телефона считался человек, кто хотя бы раз в неделю совершал по нему звонок или принимал вызов. Результат анализа заставляет задуматься. В авторитетном европейском журнале European Heart Journal - Digital Health учёные сообщили, что использование мобильного телефона более 30 минут в неделю увеличивает риск гипертонии в среднем на 12 %.

Именно полчаса в неделю или больше — это тот предел, который отделил людей, оставшихся по истечению 12 лет со здоровым сердцем, и заработавшими повышенное артериальное давление. Исследование учитывало генетическую предрасположенность, расу, пол, возраст и ряд других аспектов. Всё это было не важно. Разница в вероятности возникновения гипертонии была только в количестве минут разговоров в неделю — меньше 30 минут и больше этого времени. И чем больше минут разговоров, тем выше вероятность заполучить этот неприятный недуг, который, в свою очередь, повышает вероятность инсультов и инфарктов и, как следствие, смерти.

«Именно количество минут, проведенных за разговором по мобильному телефону, имеет значение для здоровья сердца, причем большее количество минут означает больший риск, — говорит автор исследования профессор Сяньхуэй Цинь (Xianhui Qin) из Южного медицинского университета (Гуанчжоу, Китай). — Годы пользования телефоном или использование системы hands-free не влияют на вероятность развития высокого кровяного давления. Для подтверждения полученных результатов необходимы дополнительные исследования».

Сегодня мобильным телефоном пользуется почти три четверти населения Земли в возрасте от 10 лет и старше. Почти 1,3 млрд взрослых в возрасте от 30 до 79 лет в мире испытывают повышенное артериальное давление (гипертонию). Результаты предыдущих исследований использования мобильных телефонов в связи с риском возникновения гипертонии были противоречивыми, возможно, потому, что они включали разговоры, передачу СМС, игры и т.д. Но в целом эффект воздействия высокочастотного радиосигнала на кровеносные сосуды известен и он заключается в кратковременном повышении артериального давления в момент совершения звонка.

Средний возраст участников исследования составил 54 года, 62 % из них — женщины. Мобильными телефонами пользовались 88 % из принявших участие в исследовании. За 12 лет наблюдения гипертония развилась у 13 984 (7 %) участников. Риск развития гипертонии у пользователей мобильных телефонов был на 7% выше, чем у тех, кто ими не пользовался. У тех, кто разговаривал по мобильному телефону 30 и более минут в неделю, вероятность развития гипертонии была на 12 % выше, чем у тех, кто тратил на телефонные разговоры менее 30 минут. Результаты были аналогичными для женщин и мужчин.

По сравнению с людьми, которые тратили менее 5 мин на разговоры в неделю, длительность звонков от 30 до 59 мин в неделю увеличивало риск появления гипертонии на 8 %, от 1 ч до 3 — повышало риск на 13 %, от 4 до 6 ч — повышало риск гипертонии на 16 %, и свыше 6 ч — увеличивало риск гипертонии на 25 %. При этом, сколько лет человек пользовался телефоном, было не важно. Это не влияло на риск развития гипертонии, как и не вело к её возникновению использование громкой связи.

Если человек был предрасположен к появлению гипертонии генетически или от образа жизни, то риск её появления возрастал до 33 %, если такой участник исследования говорил по мобильнику более 30 мин в неделю.

Профессор Цинь сказал: «Полученные нами результаты свидетельствуют о том, что разговоры по мобильному телефону могут не влиять на риск развития высокого кровяного давления при условии, что еженедельное время разговора не превышает получаса. Для воспроизведения полученных результатов необходимо провести дополнительные исследования, но до тех пор для сохранения здоровья сердца разумно свести разговоры по мобильному телефону к минимуму».

Исследователи из Имперского колледжа Лондона и швейцарского института Empa представили прототип «огнеупорного» квадрокоптера FireDrone, который способен 10 минут выдерживать нагрев до 200 °C. Дрон предназначен для помощи пожарным и не только. Он способен вести разведку в горящих зданиях и искать людей в заполненных огнём и дымом коридорах. Это первый случай разработки дронов непосредственно соприкасающихся с огнём.

Источник изображений: Empa

Для устойчивого к высоким температурам дрона необходимо защитить как его корпус и несущие конструкции, так и электронику — батареи, контроллеры, камеры и датчики. Помочь в этом может тепловой экран, но он должен быть очень и очень лёгким. Учёные разработали экран в виде матрицы из полиимида с воздушными карманами. Прочность экрану придаёт стекловолокно. Для защиты матрицы от огня корпус дрона покрыт слоем алюминия (возможно, фольгой). Внутри дрона дополнительное охлаждение электронике даёт испарение газа датчиком CO₂ (без уточнения деталей).

Устойчивый к высоким температурам дрон был испытан в термокамере и подвергся «огневым» испытаниям в центре обучения пожарных. За один раз он может выдержать 10 минут в температурном окружении 200 °C. Разработчики надеются, что рано или поздно смогут создать коммерческий продукт и, тем самым, помогут спасти жизни пожарным и людям, попавшим в огненный капкан.

Где-то мы это уже видели... (кадр из к/ф «Терминатор»)

Дрон с тепловым экраном также может использоваться в работе при экстремально низких температурах — в Арктике и Антарктике. В частности, прототип был испытан в туннеле на леднике в Швейцарии.

Руководитель проекта отметил: «Применение беспилотников часто ограничено факторами окружающей среды, такими как температура. Мы продемонстрировали способ преодоления этой проблемы и убеждены, что наши результаты помогут раскрыть будущие возможности беспилотников для работы в экстремальных условиях».

Космические полёты продолжительностью от шести месяцев сказываются на физическом состоянии мозга астронавтов, и членам экипажа перед возвращением в космос следует делать перерыв не менее трёх лет, установила группа американских учёных.

Источник изображения: roscosmos.ru

Исследователи провели сканирование мозга 30 астронавтов, сделанное перед космическими полётами продолжительностью две недели, полгода и год, после чего сравнили результаты с результатами сканирования, сделанного после возвращения на Землю. Как выяснилось, желудочки — заполненные спинномозговой жидкостью полости в головном мозге — после пребывания на МКС более шести месяцев значительно расширились. Результаты исследования имеют большое значение для будущих долгосрочных миссий: NASA и его партнёры в обозримом будущем начнут реализацию программы Artemis с постоянным пребыванием человека на Луне, а в перспективе человека планируют оправить и в дальний космос, в том числе на Марс.

Спинномозговая жидкость обеспечивает мозгу защиту и питание, а также отвод отработанных веществ. Во время пребывания в космосе телесные жидкости в организме перемещаются, а мозг прижимается к верхней области черепа, что вызывает увеличение желудочков. Из 30 принявших участие в исследовании астронавтов 8 отправились в двухнедельные миссии, 18 — в миссии продолжительностью 6 месяцев, а 4 пребывали на орбите около года. Учёные установили, что степень увеличения желудочков варьировалась в зависимости от продолжительности нахождения на орбите. Наиболее заметной оказалась разница между первой и второй группами, а вот между второй и третьей она уже столь значительной не была, то есть через полгода рост желудочков замедляется. У астронавтов «двухнедельной» группы эффект был минимальным, и это хорошая новость для коммерческого сегмента космической отрасли.

Источник изображения: Pete Linforth / pixabay.com

У 11 участвовавших в исследовании астронавтов было более трёх лет на восстановление между миссиями, и после каждого последующего полёта у них отмечалось увеличение желудочков. У 7 астронавтов времени на восстановление было меньше, но и желудочки после очередных полётов в этих случаях увеличивались незначительно. Исследователям не удалось установить, сколько именно требуется времени для реабилитации, но анализ показал, что через 6–7 месяцев мозг восстанавливался на 55–64 % от первоначального уровня. Исходя из полученных данных, учёные предположили, что на полное восстановление желудочков уходит не менее трёх лет.

Результаты исследования смогут использоваться NASA и другими космическими агентствами при планировании предстоящих миссий, но необходима дополнительная работа. В рамках нового проекта будут изучаться долгосрочные последствия полугодового пребывания на орбите — с периодом восстановления до пяти лет.

Сегодня в Китае начались продажи часов Huawei Watch 4 и Watch 4 Pro. Это первые в мире смарт-часы с технологией оценки уровня сахара в крови. Однако Huawei приводит довольно общее описание функции, которое не раскрывает принципов работы.

Источник изображения: Huawei

До недавнего времени один из важных показателей здоровья, который смарт-часы не могли оценить — это уровень сахара в крови. Ситуация изменилась с серией часов Huawei Watch 4, в которой появились функции, предназначенные для оценки уровня сахара в крови у людей с диабетом или преддиабетом. Часы оценивают гипергликемический риск по методике Huawei, которая определяет аномальный уровней сахара в крови и предупреждает о том, находитесь ли вы в опасной зоне или нет. Иными словами, Huawei Watch 4 не могут отслеживать точный уровень сахара в крови, но утверждается, что их можно использовать для отслеживания повышенного уровня сахара в крови.

Исполнительный директор Huawei Юй Чэндун (Yu Chengdong) опубликовал на Weibo (через Huawei Central) подробное описание характеристик Watch 4, но описание сбора данных об уровне сахара в крови кажется очень туманным. Утверждается, что используется «функция микрофизического обследования», которая может измерить 10 жизненно важных показателей в течение 60 секунд. Однако это не имеет прямого отношения к мониторингу уровня сахара в крови и не отвечает на вопрос как именно работает данная функция.

Источник изображения: Twitter / Артем Руссаковский

На рекламных изображениях, размещённых компанией, показано использование этой функции. На экране часов Watch 4 появляется уведомление: «У вас могут быть кратковременные колебания уровня сахара в крови. Диета с высоким содержанием сахара, масла и жира может увеличить риск повышения сахара в крови. Пожалуйста, продолжайте носить часы».

Остальные характеристики серии Huawei Watch 4, помимо загадочного пакета функций для мониторинга здоровья, довольно просты. Модель Watch 4 Pro оснащена 1,5-дюймовым экраном AMOLED LTPO с сапфировым стеклом, а 48-миллиметровый корпус изготовлен из титанового сплава TC4. Обычные Watch 4 имеют корпус из нержавеющей стали размером 46 мм. Watch 4 Pro также имеет дополнительную функцию подключения к сетям LTE через eSIM и встроенный GPS. Время автономной работы Watch 4 оценивается в три дня обычного использования, в то время как Watch 4 Pro должны работать до 4,5 дней.Стоимость младшей версии Watch 4 начинается от 2699 юаней (384 доллара), а Watch 4 Pro от 3399 юаней (484 доллара).

Учёные из Швейцарии с коллегами из других стран сделали шаг в сторону лечения ряда травм позвоночника, в результате которых пациенты теряют подвижность конечностей. Исследователи сумели обойти повреждённые нервные ткани в спинном мозге, создав беспроводной цифровой мост между головным и спинным мозгом ниже повреждённого участка. Но и без помощи машинного обучения не обошлось — необходимо было ещё суметь распознать мысли о движении.

Источник изображения: Nature

Проектом руководили исследователи из Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL). Помощь была оказана 38-летнему человеку, повредившему шейный отдел позвоночника десять лет назад в результате падения с велосипеда. Ранее он участвовал в программе помощи в реабилитации людей с травмами позвоночника. В частности, к нему применяли процедуру эпидуральной стимуляции спинного мозга, когда в позвоночник устанавливается имплантат с электродами, а под кожу вшивается стимулятор. Такая платформа на основе показаний датчиков движения в стимуляторе создаёт импульсы в ответственных зонах спинного мозга и заставляет мышцы конечностей совершать работу, а человеку передвигаться, правда, очень и очень ограниченно.

Поскольку у пациента остались электроды в позвоночнике (на спинном мозге), учёные решили подавать на них управляющий сигнал из головного мозга. Для этого потребовалось организовать цифровой беспроводной мост, поскольку нервная ткань между спинным и головным мозгом была разорвана в результате травмы. Для считывания сигналов из головного мозга в череп пациенту были имплантированы датчики со своими массивами электродов. Блок управления электродами получал внешнее индуктивное беспроводное питание на частоте 13,56 МГц, а считанная мозговая активность передавалась другой антенной — дециметровой на частоте 405 МГц.

Данные принимались и расшифровывались приёмным устройством (возможно, ноутбуком), который пациент был обязан носить в рюкзаке за спиной. Сначала алгоритм научили распознавать активность головного мозга в ответ на команды совершать те или иные движения ногами, а затем его обучили синхронизировать желания пациента двигать конечностями с сигналами, передаваемыми к спинному мозгу и дальше к целевым мышцам ног.

В результате обучения цифровой интерфейс помог пациенту делать то, что ему стало недоступно после травмы — ходить по пересечённой местности и удерживать баланс с костылями. Платформа работала хорошо также в домашних условиях, а не только под присмотром врачей. Более того, часть путей нейронов в головном мозге смогла перестроиться, и пациент ряд действий мог совершать даже без искусственной стимуляции. Когда-нибудь, отмечают исследователи в своей статье в Nature, подобные технологии смогут вернуть к активной жизни людей с травмами позвоночника. Если это работает на одном пациенте, то может быть повторено с другими.

Команда учёных из Техасского университета в Остине разработала ультратонкие, неинвазивные электронные тату, которые одновременно измеряют электрическую и механическую активность сердца, и способны передавать данные беспроводным способом. Такая технология послужит отличным дополнением даже самым современным фитнес-браслетам и смарт-часам. Технология обеспечит выявление заболеваний сердца и постоянный мониторинг его состояния.

Источник изображения: Техасский университет в Остине

Т.н. e-tatoo представляют собой новое поколение носимых медицинских устройств, приклеиваемых на кожу точно так же, как переводные татуировки. Интегрированные сенсоры считывают и передают на смартфон или другие устройства данные о сердечном ритме и пульсе, сведения о кровяном давлении и уровне стресса. Питается татуировка от внешнего аккумулятора.

Учёные усовершенствовали разработку, представленную ещё в 2019 году, сделав татуировку беспроводной. Как и прежняя модель, новая версия постоянно контролирует электрическую активность сердца (снимая ЭКГ), а также регистрирует и оценивает звуки в ходе работы сердца, что позволяет регистрировать механические характеристики сердца. В случае если сердце работает не так, как следовало бы, звуковая матрица будет совсем другой. Это чрезвычайно важно для диагностики без посещения врача.

Электронная татуировка на прозрачной основе выполнена из серии небольших микросхем и сенсоров, связанных эластичными контактами — её можно приклеить к груди пациента как пластырь. Толщина такой наклейки составит примерно 200 мкм — как два человеческих волоса. Вес составляет 2,5 грамма, а заряда аккумулятора хватит на 40 часов непрерывной работы. Информация передаётся в режиме реального времени на Bluetooth-совместимые устройства.

По словам исследователей, устройство не требует посещения врача и подключения к громоздким элементам питания или аппаратуре. Кроме того, постоянное ношение задолго до появления проблем позволит выявить их и устранить на самой ранней стадии. Как заявляют учёные, некоторые заболевания могут не проявлять себя до тех пор, пока проблема не становится чересчур запущенной. Ранняя диагностика позволяет предотвратить до 80 % соответствующих болезней.

Устройства тестировались на пяти здоровых пациентах, живших в обычном режиме, уровень погрешности измерений оказался очень низким. Результаты опубликованы в журнале Advanced Electronic Materials.

Apple работает над созданием платного тренера для помощи в поддержании здорового образа жизни Quartz на основе искусственного интеллекта. Он поможет пользователям в комплексном оздоровлении, укреплении сна и приобретении привычек здорового питания, сообщил Bloomberg. По данным ресурса, сервис Quartz будет «использовать ИИ и данные Apple Watch, чтобы вносить рекомендации и предлагать обучающие программы, адаптированные для конкретных пользователей».

Источник изображения: Apple

Как сообщает Bloomberg, Quartz выйдет в следующем году. Над реализацией проекта работает несколько групп сотрудников Apple, включая команды здравоохранения, Siri и ИИ.

А в июне этого года, по данным источника, Apple представит на ежегодной Всемирной конференции разработчиков (WWDC) версию приложения «Здоровье» для iPad, которая будет включена в iPadOS 17. Предполагается, что версия для iPad повысит популярность приложения «Здоровье» в медицинских учреждениях, где планшеты пользуются популярностью. Приложение служит в качестве хранилища данных о физической форме пользователей, собранных Apple Watch, и внешних медицинских записей, а также может использоваться в качестве портала, на котором пользователи смогут обмениваться информацией с врачами.

На конференции также будут представлены новые инструменты приложения «Здоровье», такие как трекер эмоций и функции, которые помогут пользователям с близорукостью.

Apple также работает над технологией неинвазивного мониторинга уровня сахара в крови с помощью датчиков в рамках секретной группы Exploratory Design Group. Утверждается, что в последнее время компания добилась в этом значительных успехов и сейчас работает над тем, чтобы уменьшить габариты устройства хотя бы до размеров iPhone.

Специалисты Итальянского технологического института представили перезаряжаемую батарею, изготовленную полностью из съедобных компонентов. Аккумулятор без следа переваривается в желудке человека. Он может питать электронику для внутренней диагностики, детские игрушки и находиться в составе датчиков слежения за свежестью продуктов при длительном хранении.

Источник изображения: Istituto Italiano di Tecnologia

В журнале Advanced Materials описан прототип устройства, которое работает при безопасном для человека напряжении 0,65 В и обеспечивает ток в 48 мкА в течение 12 минут. Этого времени, например, достаточно для проведения диагностики желудочно-кишечного тракта, после чего батарея будет естественным образом переварена человеком.

«Будущее потенциальное применение варьируется от съедобных схем и датчиков, которые могут контролировать состояние здоровья, до питания датчиков для мониторинга условий хранения продуктов, — сказал ведущий автор исследования Марио Каирони (Mario Caironi), исследователь молекулярной электроники из Итальянского технологического института. — Более того, учитывая уровень безопасности этих батарей, их можно было бы использовать в детских игрушках, где существует высокий риск проглатывания».

Отрицательный электрод или анод аккумулятора изготовлен с использованием такого витамина, как рибофлавин (B2), а для изготовления катода использован другой витамин — кверцетин. Электролит аккумулятора произведён на водной основе. Сепаратором аккумулятора выступает морская водоросль нори, что особенно оценят любители японской кухни и суши в частности.

Для повышения электропроводности в аккумулятор включён активированный уголь. Внешние контакты для передачи тока на электронику сделаны из пчелиного воска с добавлением золота пищевой пробы.

Источник изображения: Advanced Materials

Демонстратор аккумулятора хорошо держал заряд в течение десятков циклов. Заряжать батарею внутри тела, увы, не получится. Прототип был площадью около 1 см², но учёные уже начали работу над его уменьшением и другими улучшениями, включая повышение ёмкости. Более ёмкие и мощные батареи, например, могут понадобиться для изготовления мягких съедобных роботов. Те, кто проходил процедуры типа эндоскопии, оценят возможную альтернативу глотанию «шланга». Это может быть одна из областей будущего применения съедобного аккумулятора, но могут быть и другие.

Некоторые пользователи интернета начали общаться с основанным на алгоритмах искусственного интеллекта (ИИ) чат-ботом ChatGPT вместо походов к психотерапевту. Эксперты предупреждают, что последствия такой практики могут быть непредсказуемыми: есть вопросы к конфиденциальности сервиса и этическим принципам ИИ.

Источник изображения: Alexander Pemberton / unsplash.com

О своём опыте общения с ИИ агентству Bloomberg рассказал Майло Ван Слик (Milo Van Slyck), работающий помощником юриста в Чарльстоне (США, шт. Южная Каролина) — у него нестандартный подход к собственной идентичности, который не могут принять его родители, придерживающиеся характерных для южного штата традиционных ценностей. Пропустив встречу со своим психотерапевтом в начале апреля, Ван Слик решил обратиться к ChatGPT и обнаружил, что общение с ИИ дало ему ощущение психологического комфорта.

«Когда снова увидитесь с родителями, важно будет расставить приоритеты в ваших потребностях и благополучии. Подумайте, что вам нужно, чтобы ощущать комфорт и безопасность в их присутствии. Это нормально — устанавливать границы того, сколько времени вы с ними проводите, каких тем не следует касаться, и как они относятся к вам и вашей идентичности», — такой совет ChatGPT дал «пациенту», у которого назрел конфликт с родителями.

В последующие дни у Ван Слика выработалась привычка обращаться к ИИ, когда возникает потребность выговориться, а ответы ChatGPT стали давать ему психологическую разрядку. Ранее он ощущал себя обузой для других людей и даже психотерапевта, зато в общении с чат-ботом он себя навязчивым уже не чувствовал.

Новое поколение чат-ботов только начинает развиваться, и пока рано говорить о том, сохранится ли их популярность, когда исчезнет эффект новизны. Сейчас ими пользуются для поиска информации в интернете, написания домашних заданий, программного кода и даже бронирования столиков в ресторанах. Замена психотерапевта — идея далеко не новая. Один из первых чат-ботов Eliza был создан ещё в шестидесятые годы прошлого века профессором Джозефом Вайценбаумом (Joseph Weizenbaum) как раз как замена психотерапевту. Подобные проекты существуют и сейчас: чат-боты не устают, и общение с ними обходится дешевле услуг настоящих специалистов.

Источник изображения: BoliviaInteligente / unsplash.com

Но существует и потенциальная угроза, исходящая от таких решений. Мощные платформы общего назначения, в том числе OpenAI ChatGPT, Google Bard и Microsoft Bing Chat, основаны на больших языковых моделях, и предназначены они лишь для того, чтобы генерировать убедительно звучащую информацию. Для психотерапии они не предназначаются, а их алгоритмы не программировались в соответствии с этическими и юридическими принципами, которых придерживаются психотерапевты. Они не могут отслеживать, что «пациенты» им говорят от сеанса к сеансу, хотя от живых специалистов такого не потерпел бы никто.

Эксперты признают, что ChatGPT — действительно хороший собеседник, хотя специалиста по психическому здоровью машина заменить пока не может. С этим согласился и сам чат-бот, когда ему рассказали о публикации в Twitter, автор которой назвал ChatGPT более эффективным, чем живого психотерапевта. «Важно помнить, что онлайн-ресурсы могут быть полезными, но обращений за профессиональной помощью они не заменяют, если речь идёт о травме или проблемах с психическим здоровьем. Если у вас есть непосредственные вопросы или проблемы, по которым вы бы хотели получить от меня информацию или ответы, я сделаю всё возможное, чтобы вам помочь», — заявил ИИ.

Маргарет Митчелл (Margaret Mitchell), главный специалист по вопросам этики в компании Hugging Face, специализирующейся в разработке и поддержке ИИ-моделей, считает, что подобные чат-боты можно использовать для помощи людям, которые звонят на линии помощи в кризисных ситуациях, однако чрезмерное к ним доверие может усугубить страдания людей, испытывающих проблемы, причём эти люди могут даже не понять происходящего. Она также указала на возможные проблемы конфиденциальности: OpenAI оставила за собой право просматривать разговоры ChatGPT с пользователями для последующего обучения модели. И людям, которые делятся личными проблемами с ИИ, это может не понравиться.

Эмад Мостак (Emad Mostaque), основатель и глава компании Stability AI, ответственной за генератор изображений Stable Diffusion, напротив, считает чат-бот на основе модели GPT-4 «лучшим психотерапевтом». Он, по его словам, разработал некую систему команд, которые переводят систему в режим психотерапии, и теперь беседует с ChatGPT на самые различные темы, в том числе о способах справляться со стрессами, связанными с управлением молодой компанией — особенно если ей руководит человек, открыто говорящий о своих нейродивергенции, синдроме дефицита внимания и гиперактивности. Он не считает, что чат-бот может стать заменой психотерапевту, но признаёт, что они могут оказаться полезными, когда нужно поговорить, а другого собеседника в пределах досягаемости нет.

Исследования показали, что каждый третий офисный сотрудник в Швейцарии страдает от стресса. За уровнем нервного напряжения человека принято следить по частоте сердечных сокращений. Новое исследование показало, что более точно об истинном уровне стресса позволяет судить стиль управления мышкой и то, как человек набирает текст на клавиатуре. Это позволит предупреждать переход стресса в хроническое состояние и появление серьёзных проблем со здоровьем.

Источник изображения: Pixabay

Стиль использования мышки и набора текста как индикатора уровня стресса начали изучать на практике специалисты Швейцарской высшей технологической школы Цюриха (ETHZ). Предварительные данные были получены на основе наблюдения за 90 добровольцами, половине из которых позволили без помех заниматься обычной офисной работой за компьютером, а другой половине регулярно мешали это делать, отвлекая тем или иным способом, тем самым повышая уровень стресса.

Довольно быстро выяснилось, что расслабленные люди и сотрудники под давлением отвлекающих факторов по-разному управляют мышкой и набирают текст. Если подопытных часто отвлекали во время работы, движения курсором мыши становились менее точными, более продолжительными и иногда безсистемыми, что, в целом, хорошо описано в психологии как «нейромоторный шум». Нагрузка на мозг возрастала, и это отражалось на мелкой моторике.

С набором текста при помехах было нечто похожее — возрастало число ошибок и количество коротких пауз. Работающие без помех делали более длинные паузы, но и набор текста был плавным и более продолжительным. Параллельное измерение ЧСС не проявляло массы нюансов ни в одной, ни в другой группе. Внешне человек был спокоен со стабильным пульсом, но мышка выдавала его напряжение.

Учёные намерены продолжить собирать данные до конца текущего года. Всё делается анонимно и без цели предоставить работодателям инструмент слежения за работниками в офисе. Задача стоит лишь в том, чтобы следить за уровнем стресса, делая это максимально анонимно и предупреждая обострения. Разобраться во всех нюансах учёным помогает машинное обучение, на базе которого в итоге будет построена модель для оценки уровня стресса офисных работников по стилю управления мышкой и практике набора текста.

Южнокорейский медицинский стартап Sky Labs получил разрешение от Министерства безопасности пищевых продуктов и лекарственных средств Южной Кореи (MFDS) на предоставление пользователям функции мониторинга артериального давления с помощью CART-I Plus. Это устройство для контроля состояния здоровья, выполненное в виде кольца для ношения на пальце руки.

Источник изображения: Sky Labs

Кольцо CART-I Plus, оснащённое датчиком PPG с поддержкой фирменных алгоритмов, может использоваться для непрерывного круглосуточного измерения и мониторинга артериального давления. Устройство собирает ряд показателей, включая параметры ночного артериального давления, утреннего артериального давления и вариабельности артериального давления.

По словам Sky Labs, мониторинг артериального давления с помощью смарт-кольца поможет отслеживать процесс лечения и корректировать дозировку лекарств, а также вести мониторинг изменений в образе жизни, включая сон, управление стрессом, физические упражнения, потребление алкоголя и реакцию на лекарства для нормализации артериального давления.

«Наша цель — расширить возможности лечения гипертонии, включая ночную гипертензию, которое в последнее время стало более востребованным, и повысить качество жизни амбулаторных пациентов за пределами больниц с помощью эффективного и простого лечения гипертонии», — заявил генеральный директор Sky Labs Джек Ли (Jack Lee).

Компания Sky Labs сейчас работает над получением разрешения Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) на использование новой технологии к концу года, а также маркировки CE MDR к 2024 году, означающей, что устройство соответствует требованиям Европейского союза.

Первая версия кольца CART от Sky Labs, которая была одобрена MFDS в 2020 году, поначалу позволяла отслеживать фибрилляцию предсердий, а впоследствии получила функцию измерения уровня насыщения крови кислородом (SpO2).

Для печати еды 3D-принтеры используют более 15 лет, и делают это не только для развлечения, но также для развития серьёзных государственных программ, например, космических. Как правило, количество одновременно используемых ингредиентов ограничено, и продукты должны быть примерно одной и довольно высокой вязкости, иначе они не будут держать форму. Однако в США смогли разработать алгоритм 3D-печати еды из рекордного количества ингредиентов.

Это пирожное напечатано на 3D-принтере. Источник изображения: Jonathan Blutinger/Columbia Engineering

Инженеры из Колумбийского университета провели исследование по разработке перспективных методов 3D-печати еды. В еде важна текстура, которая делает её желанной для потребления. Особенно важно это для печати еды из искусственного мяса, для которого натуральная текстура — это одно из обязательных условий популярности. Объёмная печать идеально подходит для такой работы и, вероятно, со временем будет широко использоваться в готовке дома или в местах общественного питания как продолжение политики повышения экологичности.

Специалисты Колумбийского университета воспользовались классическим методом 3D-печати, используемым при работе с пластиком. Это метод наплавленного осаждения (FDM). Для термической обработки ингредиентов использовались два лазера — синий и инфракрасный в ближнем диапазоне. В качестве ингредиентов были выбраны пищевые «чернила» из теста для «крекер-грэма», арахисовое масло, клубничный джем, Nutella, банановое пюре, вишнёвый сок и глазурь. Утверждается, что это самое большое количество одновременно используемых компонентов для 3D-печати еды.

Для получения целого и приятного на вид пирожного потребовалось восемь попыток, что отражено в видео. По мере создания восьмого удачного «изделия» были выработаны рекомендации для повышения устойчивости формы пищевого объекта. Например, был разработан метод армированной печати каркаса для более жидких ингредиентов. Пирожное было напечатано без вмешательства человека полностью с помощью приложения и принтера.

«Контроль пути экструзии [сопла принтера] даёт нам возможность создавать уникальные решётчатые структуры и переплетённые комбинации ингредиентов, которые невозможно воссоздать с помощью обычных методов экструзии или формовки», — говорят исследователи, которые продолжат работу над усовершенствованием своего устройства для оптимизации его работы.