ШІ-камера на зубній щітці, «томатний» робот-гуманоїд та «вічна» батарея
Головні науково-технологічні прориви та сенсації тижня: 04 – 11 вересня
Сучасні технології стирають межу між фантастикою та реальністю, пропонуючи рішення для здоров'я, побуту, екології та космосу, а саме: інноваційний гаджет, який виводить щоденну гігієну на новий рівень, аналізуючи стан порожнини рота в реальному часі за допомогою вбудованої оптики та алгоритмів ШІ, новий автономний пристрій, що здатний успішно запилити квітку всього за 10 секунд, безпечний розчин, який ефективно очищує овочі та фрукти від хімікатів, одночасно подовжуючи термін їхньої свіжості, та багато іншого.
Про ці та інші сенсації та важливі новини – у нашому огляді.
«РОЗУМНА» ЗУБНА ЩІТКА З КАМЕРОЮ ТА ШТУЧНИМ ІНТЕЛЕКТОМ
Компанія Dyson, виробник побутової техніки, презентувала зубну щітку з вбудованою камерою та штучним інтелектом. Зубна щітка CameraJet є першою на ринку моделлю з вбудованою камерою, яка дає змогу бачити проміжки між зубами.
Щітка оснащена макрооб'єктивом із роздільною здатністю 100 тис. пікселів, який сканує зі швидкістю 28 зображень на секунду та працює на основі алгоритмів машинного навчання, навчених майже на 470 тис. стоматологічних зображень.
Щойно щітка розпізнає певні ділянки, вона спрямовує на них точний струмінь рідини для полоскання рота, здійснюючи короткі розпилення.
CameraJet також працює з наявним застосунком компанії MyDyson, який дає змогу стежити за чищенням зубів у реальному часі, отримувати інструкції, бачити карту покриття зубів та отримувати персоналізовану інформацію щодо чищення.
ВЧЕНІ СТВОРИЛИ ЗАСІБ, ЩО ЗМИВАЄ ПЕСТИЦИДИ ТА ЗБЕРІГАЄ СВІЖІСТЬ ФРУКТІВ
Дослідники з Університету Британської Колумбії створили натуральний біорозкладний розчин для обробки свіжих фруктів. Він має подвійну дію, оскільки видаляє до 96% слідів хімікатів зі шкірки та створює мікроскопічну плівку, яка суттєво уповільнює псування плодів.
Склад розробки цілком безпечний і містить лише три компоненти: наночастинки крохмалю, рослинна танінова кислота та сполука заліза. Крохмаль слугує основою, таніни забезпечують хімічну взаємодію з пестицидами, а залізо зв’язує компоненти в міцну мікросітку, яка під час ополіскування захоплює та змиває забруднення.
Ефективність засобу перевірили на яблуках. Під час експерименту він прибрав понад 85% фунгіциду тіабендазолу (звичайна проточна вода змиває лише 48%, а розчин харчової соди – 65%). Також розчин нейтралізував близько 90% інсектицидів. Водночас науковці наголошують, що засіб працює лише з поверхнею плоду й не виведе токсини, які проникли всередину м’якоті під час росту рослини.
Друга перевага – бар'єрний ефект. Після обробки на фруктах залишається ультратонка повітропроникна плівка, що утримує вологу й стримує розмноження бактерій. За 15 днів експерименту оброблений виноград втратив лише 21% ваги проти 45% у необробленого, а нарізані яблука помітно довше не темніли на повітрі.
РОБОТ, ЩО ЗАПИЛЮЄ КВІТКУ ЗА 10 СЕКУНД
Вчені створили робота-гуманоїда для селекції рослин, який називається GEAIR 2.0 і може повністю замінити людей під час гібридного запилення культур.
Розроблений командою з Інституту генетики та біології розвитку Китайської академії наук, робот призначений для роботи в складних умовах вирощування сільськогосподарських культур без постійного контролю з боку людини.
GEAIR 2.0 поєднує робототехніку, штучний інтелект та біотехнології для автоматизації гібридного запилення для селекції сільськогосподарських культур, що є трудомістким етапом процесу. Людиноподібний робот може розпізнавати квіти, орієнтуватися серед рослин та виконувати запилення автономно, що дозволяє йому працювати протягом тривалого часу без постійного нагляду людини.
Модернізований робот використовує дві руки замість гнучкої однорукої системи, що використовувалася раніше. Це дозволяє йому ефективніше маневрувати навколо листя та гілок і адаптуватися до змін умов усередині культур.
Під час демонстрації на томатах апарат витрачав на одну квітку менш як 10 секунд, причому точність ідентифікації жіночого репродуктивного органа квітки покращилася з 85% до 92,8%.
Розробники стверджують, що автоматизація запилення може зменшити потребу в ручній праці, знизити витрати на селекцію та підвищити ефективність гібридної селекції.
ВЧЕНІ СТВОРИЛИ ДОБАВКУ, ЯКА ЗБЕРІГАЄ ДО 95% ЄМНОСТІ БАТАРЕЙ ПІСЛЯ ТРИВАЛОЇ РОБОТИ
Науковці з Японського передового інституту науки і технологій розробили хімічну добавку, яка суттєво уповільнює деградацію звичайних графітових анодів у літій-іонних батареях. Оброблений матеріал зберіг 95,6% початкової ємності навіть після 1000 циклів заряджання.
Основою технології стала спеціально синтезована сполука FPTI (пентафторфеніл тіофен імін). Її додають в електроліт під час перших циклів роботи, коли на поверхні графіту формується так званий SEI-шар – захисна мікроплівка твердого електроліту.
У лабораторних випробуваннях графітові комірки без добавки деградували вже після 350 зарядок і за 1000 циклів зберегли лише 62,7% ємності. Зразок із 4 мг/мл FPTI показав вражаючі 95,6%.
Щоправда, під час тестів у повноцінній батареї з катодом типу NMC811 дослідники зіткнулися з проблемою: наявність добавки в загальному розчині погіршувала роботу протилежного електрода. Вчені знайшли прагматичний вихід – використовувати FPTI не в самій батареї, а для попередньої обробки графітового анода ще на етапі виробництва.
Такий підхід дозволив зібрати елемент зі стандартним електролітом, досягнувши питомої енергоємності близько 233 Вт·год/кг (проти 130 Вт·год/кг у контрольного зразка). Тепер автори методики готуються випробувати технологію на комерційних форматах акумуляторів, аби довести її до серійного виробництва.
ПЕРША ЄВРОПЕЙСЬКА КОМПАНІЯ УСПІШНО ВИВЕЛА СУПУТНИКИ НА ОРБІТУ
Німецька Isar Aerospace стала першою європейською комерційною космічною компанією, яка успішно доставила супутники на орбіту, і це був лише її другий політ.
Місія «Вперед і вгору» стартувала зі спеціалізованого пускового комплексу компанії Андейя Спейс у Норвегії, розгорнувши корисні вантажі на орбіті.
Ракета-носій Spectrum загалом мала п’ять малих супутників та технологічний експеримент на борту під час цієї місії.
Вважається, що самостійне виведення супутників на орбіту наблизить Європу до можливості пропонувати супутникові польоти з власної території.
РОЗУМНИЙ КЛЕЙ, ЯКИЙ МОЖНА ВМИКАТИ ТА ВИМИКАТИ УЛЬТРАФІОЛЕТОМ
Група японських дослідників створила прототип полімерного клею, здатного змінювати властивості під дією світла.
Секрет – в унікальній молекулярній структурі. Під впливом світлової хвилі UV-A молекули змінюють форму, що послаблює зв'язки саме біля освітленої поверхні. У результаті сила відшарування знижується приблизно на 45% – цього вистачає, щоб акуратно зняти плівку. Метод випробували на склі, ПЕТ-пластику, вуглепластику, нейлоні та алюмінії. Такий цикл вдалося повторити щонайменше 15 разів, причому сила зчеплення майже не змінювалася. Для повторного склеювання зразки нагрівали без розчинників, а потім опромінювали ультрафіолетом іншого типу (UV-C). Молекулярні зв'язки відновлювались, і клей знову міцно з'єднував поверхні.
У перспективі такий клей може стати в нагоді в електроніці, виробництві та обслуговуванні автомобілів та в інших галузях.
Підготувала Жанна Телеганова (за матеріалами преси).
Перше фото: IGDP