22/08/2018, 14:47 1,6k Tampilan 293 Menyukai

kredit: Natalia Hutanu / TUM
Para ilmuwan tidak menyebut graphene tanpa alasan "bahan super". Meskipun hanya terbuat dari satu lapisan atom karbon, bahan ini sangat kuat, sangat fleksibel, dan sangat ringan, juga menghantarkan listrik dan dapat terurai secara hayati. Baru-baru ini, tim peneliti internasional menemukan cara menggunakan graphene untuk membuat retina buatan mata. Retina adalah lapisan sel peka cahaya di lapisan dalam mata yang bertanggung jawab untuk pemrosesan gambar ( radiasi elektromagnetik bagian spektrum yang terlihat) di impuls saraf, yang dapat ditafsirkan oleh otak. Dan jika lapisan sel tipis ini tidak berfungsi, maka orang tersebut tidak akan melihat apapun.

Saat ini, jutaan orang di seluruh dunia menderita penyakit retina yang membuat mereka kehilangan penglihatan. Untuk membantu mereka melihat kembali, para ilmuwan mengembangkan retina buatan beberapa tahun lalu. Namun, semua solusi yang ada sulit untuk disebut ideal, karena implannya kaku dan datar, sehingga gambar yang dihasilkan sering kali tampak buram dan terdistorsi. Meskipun implan cukup rapuh, implan juga dapat merusak jaringan di sekitar mata.

Oleh karena itu, graphene dengan segala fungsinya properti unik bisa menjadi kunci untuk menciptakan retina buatan yang lebih baik. Menggunakan kombinasi graphene, molibdenum disulfida (bahan dua dimensi lainnya), emas, aluminium oksida dan silikon nitrat, peneliti dari University of Texas dan Seoul University Universitas Nasional telah menciptakan retina buatan yang berfungsi jauh lebih baik daripada semua model yang ada. Berdasarkan penelitian laboratorium dan uji coba pada hewan, para ilmuwan telah menentukan bahwa mereka retina buatan graphene bersifat biokompatibel dan mampu meniru fungsi mata manusia. Selain itu, lebih cocok dengan ukuran retina alami mata manusia.

Dia membawa serta teknologi baru yang membantu mewujudkan penemuan yang sebelumnya mustahil dan tidak biasa. Penemuan-penemuan tersebut antara lain:

• retina buatan;
• papan ketik proyeksi;
• Rokok elektronik;
• antarmuka otak;
• penggunaan kamera digital di telepon seluler;
• penyintesis aroma digital;
• kertas elektronik;
• reaktor nuklir portabel;
• pemindai 3D desktop;
• kromosom buatan;
• sumpit “pintar”;
• robot nano.

Karena kurang dari seperlima abad ini telah berlalu, kemungkinan besar penemuan umat manusia yang paling tidak biasa, yang dikembangkan dan diciptakan di masa depan, akan segera tiba. Saat ini, produk baru yang terbuka menunjukkan seberapa jauh kemajuan teknologi telah dicapai dan peluang apa yang sebelumnya tidak diketahui yang dapat dimanfaatkan seseorang.

Mari kita lihat lebih dekat beberapa penemuan manusia yang tidak biasa yang diciptakan pada awal abad kedua puluh satu.

Retina buatan

Penemuan ini milik ilmuwan Jepang. Retina yang dihasilkan adalah matriks aluminium menggunakan elemen semikonduktor silikon. Resolusinya 100 piksel.

Retina akan menjalankan fungsinya jika dipasang bersama dengan kacamata khusus dan komputer kecil. Kacamata dengan kamera video internal digunakan untuk menerima dan mengirimkan gambar ke komputer, tempat pemrosesan dilakukan. Kamera di dalam kacamata mengubah cahaya menjadi semburan pulsa elektronik. Setelah memproses gambar, komputer membaginya menjadi dua dan mengirimkannya ke mata kiri dan kanan, menjadi pemancar inframerah yang terletak di bagian belakang lensa kacamata. Kacamata memancarkan pulsa pendek radiasi infra merah, yang mengaktifkan fotosensor di retina dan menyebabkannya mengirimkan impuls listrik, mengkodekan gambar ke dalam neuron optik.

Kedepannya, retina seperti itu rencananya akan mampu mengembalikan penglihatan bagi penyandang tunanetra dan membantu melihat objek yang lebih kecil.

Belakangan, ilmuwan Jepang mampu menumbuhkan retina dari sel induk tikus; pengujiannya belum selesai.

Papan ketik proyeksi

Seiring berjalannya waktu, semakin banyak penemuan baru yang bermunculan. hadir dalam kehidupan seseorang, salah satunya adalah keyboard proyeksi.

Dengan bantuannya, tombol dapat diproyeksikan ke permukaan tempat tombol tersebut ditekan. Proyektor video yang mendesain keyboard memiliki sensor yang mampu melacak pergerakan jari, setelah itu menghitung koordinat tombol yang ditekan dan menampilkan teks yang diketik dengan benar di layar. Namun keyboard seperti itu juga memiliki kekurangan, yaitu tidak bisa digunakan di luar ruangan.

Rokok elektronik

Penemuan ini dilakukan oleh seorang ilmuwan Tiongkok setelah ayahnya meninggal karena kanker paru-paru. Kecanduan nikotin- salah satu yang terkuat di dunia. Apapun yang dilakukan orang yang berhenti merokok. Ia mencoba mengganti kebiasaan tersebut dengan hal lain, misalnya membeli permen karet, mencoba mencari alternatif selain merokok.

Rokok elektronik adalah alat yang mensimulasikan proses merokok. Saat menggunakan produk baru tersebut, seseorang tidak meninggalkan kebiasaannya, tidak mencari penggantinya, tetapi biasanya membuang-buang waktunya. Namun, perokok tidak merusak paru-parunya dengan tar beracun dan produk pembakaran, karena tidak ada pada alat jenis ini. Jadi seseorang merokok rokok elektronik, bisa menghilangkan kecanduan nikotin.

Antarmuka Otak

Penemuan luar biasa di abad ke-21 cukup beragam, dan salah satunya adalah antarmuka otak.

Contoh pengendalian objek dengan pikiran ditunjukkan oleh sebuah perusahaan Jepang. Seorang pria, dengan kekuatan pikirannya, memaksa saklar yang dipasang di kereta api skala besar untuk beralih.

Prinsip operasi: korteks serebral diterangi dan difoto dalam spektrum inframerah. Saat melakukan prosedur seperti itu, aliran hemoglobin melalui pembuluh darah, baik dengan atau tanpa oksigen, terlihat jelas, dan volume darah di berbagai bagian otak juga terlihat. Mesin menerjemahkan perubahan tersebut menjadi sinyal tegangan yang mengontrol perangkat eksternal. Beginilah cara saklar kereta dikendalikan.

Proyek ini berencana untuk mencapai penguraian perubahan yang lebih kompleks dalam fungsi otak manusia. Menerima sinyal eksekusi akan menjadi puncak pengembangan antarmuka manusia-mesin.

Penyintesis aroma digital

Saat ini Anda tidak akan mengejutkan siapa pun dengan suara 3D atau video 3D. Saat ini, ini adalah penemuan yang cukup populer. Teknologi yang tidak biasa memasuki kehidupan kita di awal abad ke-21. Perusahaan Perancis menghadirkan solusi pengukuran bau digitalnya. Kemunculan produk baru tersebut telah membawa keberagaman dalam “kehidupan digital” masyarakat. Berbagai macam bau akan dihasilkan dari kartrid. Ini akan menambah sentuhan khusus saat menonton film dan video game.

Kertas elektronik

Ini sama dengan tinta elektronik. Informasi ditampilkan pada tampilan khusus. DI DALAM buku elektronik Kertas elektronik digunakan, dan juga digunakan di daerah lain. Tinta elektronik cahaya pantulan dapat menampilkan grafik dan teks dalam waktu lama tanpa menggunakan banyak energi.

Kelebihan makalah ini:

• hemat energi;
• Jenis bacaan ini tidak membuat mata lelah seperti kertas biasa, artinya tidak merusak penglihatan seseorang.

Kertas elektronik dapat memantulkan video dengan kecepatan 6 frame per detik dan mentransmisikan 16 warna abu-abu.

Pekerjaan terus dilakukan untuk menyempurnakan penemuan ini dan meningkatkan kecepatan tampilan.

Pemindai 3D desktop

Prinsip pengoperasian alat tersebut adalah dengan menggunakan dua kamera, yang gambarnya dibentuk dan dibandingkan. Dengan bantuan pemindai semacam itu, model tiga dimensi yang akurat dari objek yang diperlukan dibuat. Mereka tercermin dengan akurasi maksimum dari berbagai detail. Informasi ditransmisikan dalam bentuk matematika, komputer dan digital, membawa data tentang ukuran, bentuk, warna elemen yang dipindai.

Komputer mengontrol pengaturan gambar. Semua data yang diterima dianalisis, dan gambar muncul di layar dalam ruang tiga dimensi.

Sumpit Cina yang "pintar".

Salah satu abad kedua puluh satu menyajikan sumpit “pintar” kepada penonton. Inti dari penemuan ini adalah ketika stik dicelupkan ke dalam makanan, informasi tentang kualitas makanan ditampilkan di layar gadget tempat aplikasi yang diperlukan diinstal. Artinya, jika misalnya Anda mencelupkan stik ke dalam minyak, Anda akan melihat pesan “baik” atau “buruk” di layar, berdasarkan kualitas produk yang diuji.

Para ilmuwan terdorong untuk merilis penemuan semacam itu karena situasi produk di Tiongkok. Banyak penyakit yang teridentifikasi di negara ini justru karena konsumsi makanan berkualitas rendah. Seringkali produk dimasak dengan minyak yang sama, yang menyebabkan munculnya zat beracun di dalamnya.

Tongkat pintar dapat menunjukkan:

• kesegaran minyak;
• tingkat pH;
• suhu cairan;
• jumlah kalori dalam buah-buahan.

Produsen akan memperluas kemampuan stick agar dapat digunakan untuk menentukan jumlah besar indikator asupan makanan. belum dirilis ke publik karena produksi massal belum berlangsung.

Penemuan: robot nano

Saat ini, banyak ilmuwan berupaya menciptakan robot nano - mesin yang dapat bekerja pada tingkat atom dan molekul. Penemuan semacam itu akan memungkinkan produksi bahan molekuler. Misalnya, dimungkinkan untuk membuat oksigen atau air. Juga di bidang ekonomi mereka akan mampu menciptakan pangan, bahan bakar dan berpartisipasi dalam proses lain yang menjamin kehidupan manusia. Robot seperti itu akan mampu menciptakan dirinya sendiri.

Nanoteknologi merupakan simbol masa depan dan salah satu vektor perkembangan peradaban. Penggunaannya dimungkinkan di hampir semua bidang kehidupan manusia.

Dalam dunia kedokteran, kemunculan robot nano akan membawa kesembuhan total pada tubuh manusia. Mereka bisa diluncurkan ke dalam tubuh. Mesin yang diprogram dengan benar akan mulai menghancurkan virus dan lainnya zat berbahaya terletak di dalam tubuh. Dengan bantuan nanoteknologi dimungkinkan untuk menciptakan keindahan dan terlihat sehat kulit manusia.

Dalam ekologi, mesin elektronik akan membantu menghentikan polusi terhadap planet ini. Dengan bantuan mereka, dimungkinkan untuk memurnikan air, udara, dan hal-hal penting lainnya sumber penting kesehatan manusia.

Penemuan umat manusia yang tidak biasa seperti itu dapat membantu memecahkan masalah yang kompleks, namun saat ini perkembangannya masih dalam tahap penelitian.

Hingga saat ini, beberapa komponen mesin molekuler masa depan telah dibuat, dan berbagai konferensi diadakan mengenai masalah pembuatan robot nano.

Ada prototipe primitif mesin masa depan. Pada tahun 2010, mesin molekuler berbasis DNA yang dapat bergerak di luar angkasa pertama kali diperlihatkan.

Dunia nanoteknologi tidak tinggal diam, dan mungkin abad ke-21 masih akan disebut sebagai abad di mana penemuan-penemuan paling tidak biasa akan muncul.

Dunia virtual

Abad baru menghadirkan komunikasi virtual, kencan, dan permainan. Seseorang membangun cakrawalanya sendiri, menciptakan halaman virtualnya sendiri di Dunia di jejaring sosial. Oleh karena itu, kita dapat mengatakan bahwa penemuan tidak biasa yang dibuat dengan tangan Anda sendiri adalah jejaring sosial.

Perkembangan teknologi menyebabkan berkurangnya pertemuan nyata dan lebih condong ke arah komunikasi virtual.

Penemuan virtual baru, yang fungsinya tidak biasa membantu adaptasi seseorang dalam masyarakat virtual, adalah:

Kesimpulan

Penemuan bisa jadi bodoh dan cerdas, berguna dan tidak terlalu berguna. Namun, setiap tahun penemuan-penemuan yang tidak biasa di dunia ditingkatkan, dan penemuan-penemuan lain berkembang dengan latar belakang beberapa penemuan. Umat ​​​​manusia berupaya menciptakan sesuatu yang luar biasa yang akan mengejutkan semua orang. Pada saat yang sama, sebuah produk baru harus memberikan kenyamanan bagi kehidupan masyarakat dan membuat hidup seseorang lebih mudah dalam beberapa hal.

Abad ke-21 masih akan menghadirkan penemuan-penemuan baru, peluang-peluang yang tidak biasa, berkat umat manusia yang dapat menjelajahi ruang-ruang yang sebelumnya belum dijelajahi dan memperoleh pengetahuan baru.

• Retina buatan telah dibuat yang dapat memulihkan penglihatan normal bahkan orang yang buta total

Ilmuwan peneliti dari Weill Cornell Medical College mampu menguraikan kode tersebut jaringan syaraf retina tikus. Berkat ini, upaya untuk menciptakan mata buatan, yang memulihkan penglihatan pada tikus buta. Selain itu, kode retina monyet telah “dipecahkan” dengan cara ini, dan hampir identik dengan retina manusia. Penulis penemuan ini berharap dalam waktu dekat mereka akan dapat mengembangkan dan menguji perangkat yang dapat digunakan oleh penyandang tunanetra untuk memulihkan penglihatannya.

Penemuan ini akan memungkinkan penyandang tunanetra untuk melihat tidak hanya garis besar objek, tetapi akan mengembalikan penglihatan normal dengan kemampuan melihat fitur wajah lawan bicaranya. Pada tahap penelitian ini hewan coba sudah dapat membedakan benda bergerak.

Para ilmuwan sekarang sedang berupaya menciptakan perangkat kecil, mirip dengan lingkaran atau kacamata, yang dengannya cahaya yang dikumpulkan akan diubah menjadi kode elektronik yang otak manusia berubah menjadi sebuah gambar.

Penyakit retina adalah salah satu yang paling banyak alasan umum kebutaan, namun, bahkan jika semua fotoreseptor mati, jalur keluaran saraf retina biasanya tetap utuh. Prostetik modern telah memanfaatkan fakta ini: elektroda ditanamkan ke mata pasien tunanetra untuk merangsang sel saraf ganglion. Namun teknologi ini hanya memberikan gambaran samar-samar, di mana hanya kontur umum objek yang terlihat.

Sebagai cara alternatif untuk merangsang sel, para ilmuwan juga menguji penggunaan protein peka cahaya. Protein ini dimasukkan ke dalam retina melalui terapi gen. Begitu sampai di mata, proteinnya bisa merangsang banyak sel ganglion sekaligus.

Bagaimanapun, agar gambaran yang jelas dapat terbentuk, perlu diketahui kode retina, kumpulan persamaan yang digunakan alam untuk mengubah cahaya menjadi impuls listrik yang dapat dipahami otak. Para ilmuwan telah mencoba menemukannya untuk objek sederhana, seperti bentuk geometris. Ahli saraf Dr. Sheila Nirenberg menyarankan agar kode tersebut digeneralisasikan dan diterapkan pada gambar serta lanskap atau wajah manusia. Saat mengerjakan kode tersebut, Nirenberg menyadari bahwa kode tersebut dapat digunakan untuk prostetik. Hasilnya adalah eksperimen sederhana di mana proyektor mini, yang dikendalikan oleh kode yang didekripsi, mengirimkan sinyal cahaya ke protein peka cahaya yang dibangun di dalam sel ganglion tikus melalui manipulasi gen.

Pengendalian yang cermat terhadap serangkaian percobaan menunjukkan bahwa kualitas penglihatan, bahkan untuk prostesis yang dirakit dengan tergesa-gesa di laboratorium, secara praktis sama dengan kualitas penglihatan tikus normal yang sehat.

Pendekatan baru dalam pengobatan gangguan penglihatan menawarkan harapan bagi jutaan orang di seluruh dunia yang menderita kebutaan akibat penyakit retina. Terapi obat hanya membantu sedikit dari mereka, dan prostesis yang sempurna akan sangat diminati.

Berdasarkan bahan dari http://www.cnews.ru

Sistem sensor biologis kompak dan hemat energi. Saat mencoba membuat analog semikonduktor retina, mereka menemui kesulitan besar: dengan ketebalan 0,5 mm, beratnya 0,5 g dan mengkonsumsi 0,1 W.

Beras. 8.

Retina biologis.

Sel-sel retina dihubungkan oleh jaringan kompleks yang terdiri dari koneksi sinyal rangsang (panah satu arah), penghambatan (garis dengan lingkaran di ujungnya), dan dua arah (panah berkepala dua). Sirkuit ini menghasilkan respons selektif dari empat jenis sel ganglion (bawah), yang membentuk 90% serat saraf optik, mengirimkan informasi visual ke otak. Inklusi sel ganglion "Aktif" (hijau) dan matikan "Mati". (merah) tereksitasi ketika intensitas cahaya lokal lebih tinggi atau lebih rendah dari area sekitarnya. Ganglion sel Inc. (biru) dan turun "Des." (kuning) menghasilkan pulsa ketika intensitas cahaya bertambah atau berkurang.

Beras. 8.

Retina silikon

Dalam model elektronik retina, akson dan dendrit setiap sel (sambungan sinyal) digantikan oleh konduktor logam, dan sinapsis digantikan oleh transistor. Permutasi konfigurasi ini menciptakan interaksi rangsang dan penghambatan yang meniru koneksi antar neuron. Transistor dan konduktor yang menghubungkannya terletak pada chip silikon, bagian berbeda yang bertindak sebagai lapisan sel yang berbeda. Bantalan hijau besar adalah fototransistor yang mengubah cahaya menjadi sinyal listrik.

Pada tahap awal Selama perkembangan mata, sel ganglion retina mengirimkan aksonnya ke tektum, pusat sensorik otak tengah. Akson retina dipandu oleh jejak senyawa kimia, disekresikan oleh sel tektum tetangga yang diaktifkan secara bersamaan; Hasilnya, neuron yang aktif secara bersamaan menjadi terhubung. Hasilnya, peta lokasi spasial sensor retina terbentuk di otak tengah.

Untuk memodelkan proses ini, kabel yang dapat diprogram digunakan untuk membuat koneksi yang dapat diatur sendiri antara sel-sel dalam chip retina Visio1 (atas) dan chip tectum buatan Neurotrope1 (bawah). Impuls keluaran listrik diarahkan dari sel ganglion buatan ke sel tektum melalui chip memori (RAM) (tengah). Chip retinal memberikan alamat neuron yang tereksitasi, dan chip tektum mereproduksi impuls eksitasi di tempat yang tepat. Dalam contoh kita, tektum buatan menginstruksikan RAM untuk menukar alamat 1 dan 2. Akibatnya, terminal akson sel ganglion 2 berpindah ke sel tektum 1, menggantikan akson sel ganglion 3. Akson merespons gradien listrik muatan dilepaskan oleh sel tereksitasi dan membantu mengarahkan koneksi.

Setelah eksitasi berulang-ulang dari blok neuron retina buatan yang berdekatan (segitiga yang disorot, kiri atas), titik akhir aksonal sel tektum, yang awalnya tersebar (segitiga yang disorot, kiri bawah), bergerak semakin dekat dan membentuk garis yang lebih seragam (kanan bawah).

Beras. 9.

Retina buatan Argus berhasil ditanamkan pada enam pasien tunanetra, memungkinkan mereka melihat kembali cahaya dan mendeteksi pergerakan benda besar dan terang.

Beras. 10.

Sistem ini menggabungkan implan mata elektronik kecil dengan kamera video yang dipasang pada kacamata hitam. Rangkaian 16 elektroda di implan terhubung ke retina, memengaruhi fotoreseptor. Sinyal yang dikirimkan kepada mereka menyebar jauh dari kamera: melalui prosesor pemrosesan, kemudian melalui saluran radio ke penerima yang terletak di belakang telinga, dan kemudian melalui kabel yang direntangkan di bawah kulit hingga ke implan mata. Sistem ini hanya dapat bekerja pada pasien yang fotoreseptor retinanya melemah dan rusak, namun saraf optiknya sehat.

Upaya sedang dilakukan untuk mereproduksi struktur saraf dan fungsinya. Ini disebut morphing (pemetaan) koneksi saraf pada sirkuit elektronik silikon. Dengan cara ini, mikrochip neuromorfik dibuat dengan mengubah retina - jaringan saraf Tebal 0,5 mm, menutupi dinding belakang mata. Retina terdiri dari lima lapisan khusus sel saraf dan melakukan pra-pemrosesan gambar visual (images), ekstraksi informasi berguna, tanpa mengakses otak dan tanpa menggunakan sumber dayanya.

Retina silikon mendeteksi gerakan kepala manusia. Empat jenis sel ganglion silikon pada chip Visio1 meniru sel retina asli dan melakukan pra-pemrosesan visual. Beberapa sel merespons area gelap (merah), yang lain merespons area terang (hijau). Kumpulan sel ketiga dan keempat memantau batas objek anterior (kuning) dan posterior (biru). Gambar hitam-putih yang dihasilkan dari penguraian kode menunjukkan apa yang mungkin dilihat oleh orang buta dengan implan retina neuromorfik.