Παρασκευή, 05 Αυγούστου 2022 22:18

ΜΙΤ: Το τσιρότο που βλέπει μέσα στο ανθρώπινο σώμα

Γράφτηκε από την
Ad Slot

Ερευνητές ανέπτυξαν αυτοκόλλητα επιτρέπουν την απεικόνιση διάφορων οργάνων του σώματος αξιοποιώντας τους υπέρηχους.

Σκεφτείτε να υπήρχε η δυνατότητα οι γιατροί να μπορούν να βλέπουν, σαν να έχουν ανοίξει ένα παραθυράκι στο σώμα μας, τη δραστηριότητα των μυών μας καθώς γυμναζόμαστε! Η ακόμη να μπορούν να απεικονίσουν σε πραγματικό χρόνο την καρδιά μας καθώς εμείς συνεχίζουμε απρόσκοπτα την καθημερινή μας ζωή.

Ένα πρώτο βήμα σε αυτή την κατεύθυνση έγινε ήδη, αφού ερευνητές από το Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Μασαχουσέτης (ΜΙΤ) δημιούργησαν αυτοκόλλητα τα οποία προσκολλώνται στο σώμα και επιτρέπουν στους γιατρούς να παρατηρούν διάφορα όργανα του σώματος σε πραγματικό χρόνο.

Η λειτουργία των υπερήχων

Οι μέθοδοι απεικόνισης υπερήχων χρησιμοποιούνται ευρέως στην Ιατρική για διαγνωστικούς λόγους. Για να λάβουν μία εικόνα από το εσωτερικό του σώματος, οι γιατροί χρησιμοποιούν ηχοβολείς, δηλαδή μικρές συσκευές οι οποίες εκπέμπουν ηχητικά κύματα. Τα κύματα αυτά αντανακλώνται στις πτυχές των οργάνων, κάτι το οποίο επιτρέπει την ανασύνθεση της μορφής των οργάνων και την απεικόνισή τους σε εικόνες υψηλής ευκρίνειας. Μέχρι στιγμής, αυτό μπορεί να γίνει μόνο στο ιατρείο ή στο νοσοκομείο, αφού είναι απαραίτητος ένας σταθερός εξοπλισμός.

Σε πρόσφατη δημοσίευσή τους στην επιστημονική επιθεώρηση Science, ερευνητές από το ΜΙΤ περιγράφουν τις λεπτομέρειες αυτοκόλλητων που δημιούργησαν, τα οποία τοποθετούνται σε συγκεκριμένα σημεία του σώματος και επιτρέπουν τη λήψη εικόνων από τα αιμοφόρα αγγεία αλλά και διάφορα όργανα όπως η καρδιά, οι πνεύμονες, οι μύες ή το στομάχι. Τα αυτοκόλλητα αυτά, τα οποία αποτελούνται από τρία στρώματα ελαστικών υλικών, συνδέονται με μία συστοιχία πολύ μικρών μορφομετατροπέων, οι οποίοι παράγουν τα απαραίτητα ηχητικά κύματα. Με τον τρόπο αυτόν, οι επιστήμονες μπόρεσαν να καταγράψουν συνεχόμενα την εικόνα των οργάνων επί σαράντα οκτώ ώρες, καθώς οι συμμετέχοντες οι οποίοι κλήθηκαν να δοκιμάσουν τα καινοτόμα αυτοκόλλητα έκαναν τζόκινγκ, ποδήλατο ή σήκωναν βάρη.

Οι εικόνες που συνέλεξαν οι επιστήμονες αποτύπωσαν, παραδείγματος χάριν, τη μεταβολή της διαμέτρου μεγάλων αιμοφόρων αγγείων καθώς οι συμμετέχοντες ασκούνταν ή τη δραστηριότητα κάποιων μυών καθώς οι συμμετέχοντες σήκωναν βάρη. «Με τη μέθοδο αυτή, ίσως μπορέσουμε να προσδιορίσουμε τη στιγμή κατά τη την οποία η άσκηση γίνεται υπερβολική, ώστε σταματήσουμε πριν οι μύες πονέσουν», ανέφερε σε σχετικές δηλώσεις του ο δρ. Xiaoyu Chen, ένας εκ των συγγραφέων της δημοσίευσης, συμπληρώνοντας ότι «δεν γνωρίζουμε ακόμη πότε είναι αυτή η στιγμή, αλλά τώρα μπορούμε να παρέχουμε δεδομένα απεικόνισης, τα οποία μπορούν να ερμηνευθούν από τους ειδικούς».

Πλούσιες εφαρμογές στο μέλλον

Μέχρι στιγμής, τα αυτοκόλλητα και οι συστοιχίες θα πρέπει να συνδέονται σε μία συσκευή η οποία «μεταφράζει» τα σήματα των ηχητικών κυμάτων σε εικόνα. Ωστόσο, οι ερευνητές σκοπεύουν να αναπτύξουν μεθόδους οι οποίες θα επιτρέπουν την ασύρματη αποστολή των δεδομένων σε πραγματικό χρόνο. Επιπλέον, οι ερευνητές επιχειρούν να αναπτύξουν ένα λογισμικό τεχνητής νοημοσύνης, το οποίο θα μπορεί να ερμηνεύει αποτελεσματικά τις εικόνες των οργάνων οι οποίες «συλλέγονται» από τα καινοτόμα αυτοκόλλητα. «Φανταζόμαστε ότι θα μπορούσαμε να έχουμε ένα κουτί με αυτοκόλλητα, το καθένα σχεδιασμένο για να απεικονίζει μια διαφορετική θέση του σώματος», ανέφερε σε δηλώσεις του ο δρ. Chonghe Wang, πρώτος συγγραφέας της δημοσίευσης, επισημαίνοντας πως «αυτό αποτελεί μια επανάσταση στις φορητές συσκευές και στην ιατρική απεικόνιση».

Πηγή: In.gr

Τελευταία τροποποίηση στις Παρασκευή, 05 Αυγούστου 2022 20:12

Σχετικά Άρθρα

  • ΜΙΤ: Το θαλασσόνερο γίνεται πόσιμο στο πάτημα ενός κουμπιού
    ΜΙΤ: Το θαλασσόνερο γίνεται πόσιμο στο πάτημα ενός κουμπιού

    Επιστήμονες χρησιμοποίησαν μια καινοτόμα τεχνολογία για να δημιουργήσουν μία συσκευή αφαλάτωσης.

    Μία νέα πρωτότυπη συσκευή αφαλάτωσης επιτρέπει την παραγωγή πόσιμου νερού στα πιο απομακρυσμένα μέρη της Γης. To πρωτότυπο κατασκευάστηκε από ερευνητές του Τεχνολογικού Ινστιτούτου της Μασαχουσέτης (ΜΙΤ) και οι λεπτομέρειες της λειτουργίας της δημοσιεύτηκαν πρόσφατα στην επιστημονική επιθεώρηση Environmental Science and Technology.

    Νέα τεχνολογία

    Η πρωτοτυπία της εν λόγω συσκευής έγκειται στο γεγονός ότι δεν χρησιμοποιεί φίλτρα για την κατακράτηση των αλάτων, αλλά απομακρύνει με ενεργό τρόπο τόσο τα άλατα όσο και τα σωματίδια τα οποία υπάρχουν στο θαλασσινό νερό. Η καινοτομία αυτή είναι πολύ σημαντική, αφού παρακάμπτει την ανάγκη ύπαρξης ειδικών φίλτρων, τα οποία απαιτούν συνεχή συντήρηση. Οι επιστήμονες επιστράτευσαν μία τεχνολογία η οποία ονομάζεται πόλωση συγκέντρωσης ιόντων (ion concentration polarization), την οποία είχαν αναπτύξει οι ίδιοι σε προηγούμενες ερευνητικές εργασίες.

    Αρχικά, δύο μεμβράνες τοποθετούνται εκατέρωθεν της στήλης του νερού η οποία έχει συλλεχθεί στο εσωτερικό της συσκευής. Έπειτα, εφαρμόζεται ηλεκτρικό πεδίο το οποίο πολώνει τις μεμβράνες αυτές. Τα σωματίδια τα οποία είναι αρνητικά φορτισμένα κατευθύνονται προς τη θετικά πολωμένη μεμβράνη, ενώ τα θετικά φορτισμένα σωματίδια κατευθύνονται προς την αρνητικά πολωμένη μεμβράνη. Tα φορτισμένα σωματίδια απομακρύνονται από το θαλασσινό νερό και διοχετεύονται σε ένα άλλο μέρος της συσκευής, απ’ όπου και αποβάλλονται. Με τη διαδικασία αυτή, οι επιστήμονες καταφέρνουν να απομακρύνουν όχι μόνο το χλωριούχο νάτριο, δηλαδή το αλάτι, αλλά και μικροοργανισμούς όπως βακτήρια και ιούς.

    Δοκιμή στην παραλία

    Αφού κατέληξαν στην τελική μορφή του συστήματος, οι επιστήμονες δοκίμασαν τη συσκευή στην παραλία Carson στη Βοστώνη. Χρειάστηκε τριάντα λεπτά για να απορροφηθεί θαλασσινό νερό, να υποστεί επεξεργασία από τη συσκευή και να προκύψει μία κούπα καθαρού πόσιμου νερού. «Αυτό είναι το αποκορύφωμα ενός δεκαετούς ταξιδιού», ανέφερε σε σχετικές δηλώσεις του ο επικεφαλής της δημοσίευσης δρ. Τζόνγιουν Χαν, συμπληρώνοντας: «Δουλέψαμε για χρόνια πάνω στη φυσική πίσω από τις επιμέρους διαδικασίες αφαλάτωσης, αλλά το να βάλουμε όλες αυτές τις εξελίξεις σε ένα κουτί, να κατασκευάσουμε ένα σύστημα και να το δοκιμάσουμε στον ωκεανό, ήταν μια πραγματικά σημαντική και ικανοποιητική εμπειρία».

    Πολύτιμη για απομακρυσμένες περιοχές

    Η συσκευή αυτή θα μπορούσε δυνητικά να χρησιμοποιηθεί σε περιοχές όπου υπάρχουν έντονα προβλήματα με την παροχή καθαρού πόσιμου νερού. Είναι ενδεικτικό ότι οι επιστήμονες κατέστησαν τη χρήση της συσκευής τόσο εύκολη ώστε οποιοσδήποτε να μπορεί να τη χειριστεί. Επιπλέον, δημιούργησαν μία εφαρμογή για τα «έξυπνα» τηλέφωνα, από την οποία μπορεί κανείς να ελέγξει τη λειτουργία της συσκευής αλλά και να παρακολουθήσει την απόδοσή της.

    Οι περιορισμοί της συσκευής

    Θα πρέπει πάντως να σημειωθεί ότι και σε αυτή την περίπτωση υπάρχουν –τουλάχιστον ακόμη- κάποιοι περιορισμοί: όταν η συσκευή χρησιμοποιείται σε νερά με μεγάλη θολότητα ενδέχεται να επέρχεται γρήγορα το φαινόμενο της καθαλάτωσης, δηλαδή της εναπόθεσης αλάτων στα διάφορα μέρη της συσκευής, ενώ τα υλικά τα οποία έχουν χρησιμοποιηθεί είναι ακριβά, κάτι το οποίο αυξάνει σημαντικά το κόστος κατασκευής. Για τον λόγο αυτό οι επιστήμονες ευελπιστούν ότι στο μέλλον θα δημιουργηθεί μία συσκευή η οποία θα χρησιμοποιεί την ίδια τεχνολογία αλλά θα αποτελείται από λιγότερο ακριβά υλικά.

    Πηγή: In.gr

  • Δημιουργήθηκαν από το ΜΙΤ τα πρώτα υφάσματα που (κρυφ)ακούνε!
    Δημιουργήθηκαν από το ΜΙΤ τα πρώτα υφάσματα που (κρυφ)ακούνε!

    Ερευνητές του Πανεπιστημίου ΜΙΤ στις ΗΠΑ - μεταξύ των οποίων ένας Ελληνοαμερικανός - δημιούργησαν τα πρώτα ακουστικά υφάσματα-μικρόφωνα που ακούνε, χάρη σε ειδικές ίνες ικανές να ανιχνεύουν αποτελεσματικά τους ήχους του περιβάλλοντος, από τους δυνατούς σε ένα δρόμο με πολλή κίνηση μέχρι τους σιγανούς ήχους μέσα σε ένα αναγνωστήριο βιβλιοθήκης.

    Το ύφασμα είναι ικανό επίσης να ηχογραφήσει τους ήχους που άκουσε και μετά να τους αναπαράγει με τη μορφή ακουστικών δονήσεων, τις οποίες μπορεί να ακούσει πλέον ένα δεύτερο ακουστικό ύφασμα. Με τον τρόπο αυτό, δύο τέτοια υφάσματα μπορούν να επικοινωνήσουν μεταξύ τους.

    Εμπνευσμένα από το πολύπλοκο σύστημα της ακοής στο ανθρώπινο αυτί, αυτά τα υφάσματα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για αμφίπλευρη επικοινωνία και για πολλαπλές πρακτικές εφαρμογές π.χ. στο πεδίο της ασφάλειας/κατασκοπείας και της βιοϊατρικής, όπως για την κατευθυνόμενη ακρόαση ενός «στόχου» ή για την παρακολούθηση των χτύπων της καρδιάς είτε ενός μωρού είτε ενός ενήλικα.

    Οι ερευνητές, οι οποίοι έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό «Nature», ανέφεραν ότι το νέο εύκαμπτο ύφασμα που (κρυφ)ακούει, λειτουργεί ως ένα ευαίσθητο μικρόφωνο. Η τεχνολογία αντλεί έμπνευση από την πολύπλοκη δομή του αυτιού, στο οποίο τα κύματα ήχου μετατρέπονται από τη μεμβράνη του τυμπάνου σε μηχανικές δονήσεις και μετά αυτές ταξιδεύουν στον κοχλία, όπου μετατρέπονται σε ηλεκτρικά σήματα. Με την ίδια λογική, το ύφασμα διαθέτει ειδικές πιεζοηλεκτρικές ίνες, οι οποίες μπορούν αρχικά να μετατρέψουν την πίεση των ηχητικών κυμάτων σε μηχανικές δονήσεις και στη συνέχεια τις τελευταίες σε ηλεκτρικά σήματα.

    Μία και μόνο τέτοια λεπτή ίνα, που φθάνει σε μήκος τα 40 μέτρα, ενσωματωμένη στο ύφασμα είναι ικανή να δημιουργήσει δεκάδες τετραγωνικά μέτρα «υφασμάτινου» μικροφώνου ικανού να ανιχνεύσει αδύναμα ακουστικά σήματα, όπως την ανθρώπινη ομιλία. Το ύφασμα μπορεί να πλυθεί στο πλυντήριο χωρίς πρόβλημα, κάτι που του προσδίδει έξτρα δυνατότητα για εφαρμογές στην πράξη.

    Οι ερευνητές ήδη έδειξαν μέσω πειραμάτων τρεις τέτοιες εφαρμογές: τη δυνατότητα του υφάσματος-ωτακουστή να ανιχνεύει την κατεύθυνση από την οποία ακούγεται ένας ήχος όπως τα παλαμάκια ή ένας πυροβολισμός, τη διευκόλυνση της αμφίδρομης επικοινωνίας ανάμεσα σε δύο άτομα με προβλήματα ακοής που φορούν το συγκεκριμένο ύφασμα, καθώς και την παρακολούθηση της καρδιάς, όταν το ύφασμα αυτό αγγίζει το δέρμα οπότε «πιάνει» τους παλμούς της.

    «Φορώντας ένα τέτοιο ακουστικό ρούχο, μπορεί κανείς να μιλάει μέσω αυτού για να απαντήσει τις τηλεφωνικές κλήσεις και να επικοινωνήσει με τους άλλους. Επιπροσθέτως, το ύφασμα μπορεί να βρίσκεται σε άμεση διεπαφή με το ανθρώπινο δέρμα, επιτρέποντας σε όποιον το φοράει, να παρακολουθεί την καρδιακή και αναπνευστική κατάστασή του με άνετο και συνεχή τρόπο σε πραγματικό χρόνο», δήλωσε ο κύριος ερευνητής Γουέι Γιαν. «Θα μπορούσε επίσης το ύφασμα να ενσωματωθεί σε κτίρια για να ανιχνεύει ρωγμές, στην εξωτερική επιφάνεια διαστημοσυσκευών για να ανιχνεύει τη διαστημική σκόνη ή σε ένα έξυπνο δίχτυ για να παρακολουθεί τα ψάρια στον ωκεανό. Το ύφασμα ανοίγει μια ευρεία γκάμα ευκαιριών», πρόσθεσε.

    Στην ερευνητική ομάδα, η οποία χρηματοδοτήθηκε από το Γραφείο Ερευνών του Στρατού των ΗΠΑ, λόγω των δυνητικών στρατιωτικών εφαρμογών της νέας τεχνολογίας, συμμετείχε και ο Ελληνοαμερικανός καθηγητής φυσικής Τζον Ιωαννόπουλος, διευθυντής από το 2006 του Ινστιτούτου Στρατιωτικών Νανοτεχνολογιών του ΜΙΤ.

    Σύνδεσμος για την επιστημονική δημοσίευση:

    https://www.nature.com/articles/s41586-022-04476-9

    Πηγή: ΑΠΕ-ΜΠΕ

  • Ερευνητές του ΜΙΤ δημιούργησαν ένα νέο υλικό, ελαφρύ σαν πλαστικό και πιο ανθεκτικό από τον χάλυβα
    Ερευνητές του ΜΙΤ δημιούργησαν ένα νέο υλικό, ελαφρύ σαν πλαστικό και πιο ανθεκτικό από τον χάλυβα

    Επιστήμονες του Πανεπιστημίου ΜΙΤ των ΗΠΑ δημιούργησαν ένα νέο υλικό, που είναι πιο ισχυρό από τον χάλυβα (ατσάλι), αλλά ελαφρύ σαν πλαστικό. Το επίτευγμα κατέστη εφικτό χάρη σε κάτι που θεωρείτο αδύνατο έως τώρα: Μία νέα διαδικασία πολυμερισμού σε δύο διαστάσεις. Το νέο υλικό μπορεί, μάλιστα, να παραχθεί εύκολα σε μεγάλες ποσότητες.

    Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον καθηγητή Μάικλ Στράνο του Τμήματος Χημικών Μηχανικών του ΜΙΤ, οι οποίοι έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό «Nature», δημιούργησαν ένα δισδιάστατο πολυμερές που αυτο-συναρμολογείται σε αλλεπάλληλα φύλλα, αντίθετα με τα άλλα πολυμερή που σχηματίζουν μονοδιάστατες αλυσίδες τύπου «σπαγγέτι». Έως τώρα οι επιστήμονες θεωρούσαν ότι ήταν αδύνατο να «αναγκάσουν» τα πολυμερή να σχηματίσουν φύλλα δύο διαστάσεων.

    Το νέο υλικό θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως ελαφριά αλλά ανθεκτική επικάλυψη σε ανταλλακτικά αυτοκινήτων, ως οικοδομικό υλικό για γέφυρες ή άλλες κατασκευές, καθώς και σε άλλες εφαρμογές (π.χ. στρατιωτικές). Όπως δήλωσε ο Στράνο, «συνήθως δεν θεωρούμε τα πλαστικά ως κάτι που μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε για να υποστηρίξουμε ένα κτίριο, αλλά με το νέο υλικό μπορεί να κάνει κανείς καινούρια πράγματα χάρη στις πολύ ασυνήθιστες ιδιότητές του».

    Τα πολυμερή, που περιλαμβάνουν όλα τα πλαστικά, αποτελούνται από αλυσίδες μονομερών, οι οποίες μπορούν να μεγαλώσουν με την προσθήκη νέων μορίων στις άκρες τους. Μετά τη δημιουργία τους, τα πολυμερή μπορούν να διαμορφωθούν σε τρισδιάστατα αντικείμενα (π.χ. μπουκάλια νερού).

    Οι ειδικοί στα πολυμερή, εδώ και καιρό, θεωρούσαν ότι αν αυτά ήταν δυνατό να σχηματίσουν φύλλα δύο διαστάσεων, θα δημιουργούσαν ελαφριά αλλά ισχυρά υλικά, κάτι που τώρα -για πρώτη φορά- έγινε πραγματικότητα, μετά από άκαρπες δεκαετίες ερευνών, οι οποίες είχαν απογοητεύσει τους ερευνητές και τους είχαν οδηγήσει στο συμπέρασμα ότι κάτι τέτοιο είναι ανέφικτο. Χάρη στη νέα διαδικασία πολυμερισμού που ανακαλύφθηκε στο ΜΙΤ, είναι πια δυνατό τα μονομερή να σχηματίσουν πολυμερή δύο διαστάσεων με μορφή δίσκων που ο ένας «στοιβάζεται» πάνω στον άλλο, με δεσμούς υδρογόνου να συγκρατούν τους δίσκους μεταξύ τους και να προσδίδουν σταθερότητα και αντοχή στην όλη δομή. Δημιουργούνται, έτσι, λεπτά φιλμ που μπορούν να παραχθούν μαζικά.

    Όπως έδειξαν οι δοκιμές του, το νέο υλικό έχει μόνο το 1/16ο της πυκνότητας του χάλυβα, αλλά για να το σπάσει κανείς πρέπει να του ασκήσει διπλάσια δύναμη από ό,τι πάνω στον χάλυβα για να σπάσει ο τελευταίος. Επίσης, είναι αδιαπέραστο από τα αέρια ή από το νερό, κάτι που δεν συμβαίνει με τα άλλα πολυμερή. Οι ερευνητές έχουν ήδη καταθέσει δύο πατέντες νέας τεχνολογίας για την κατοχύρωση της εφεύρεσής τους.

    Σύνδεσμος για την επιστημονική δημοσίευση:

    https://www.nature.com/articles/s41586-021-04296-3

    Πηγή: ΑΠΕ-ΜΠΕ

Sites του Ομίλου

Αγ. Κυριακής 4 | Πύργος Ηλείας | Τηλ: 26210 30400 | Δημοσιογραφικό τμήμα: 6976 869414 | Εμπορικό Τμήμα: 6945 556212 | email: [email protected]

Μ.Η.Τ. 242102 | ΑΦΜ: 105224221 - ΔΟΥ Πύργου | Aρ.Γ.Ε.ΜΗ. 141319425000 | Ατομική Επιχείρηση | Ιδιοκτήτρια - διευθύντρια - διαχειρίστρια - δικαιούχος ονόματος τομέα: Δήμητρα Βέλμαχου | Διευθυντής σύνταξης: Γιάννης Σπυρούνης

Up & High Media & Productions

ilia live smallCopyright © 2011 - 2024 Ηλεία Live!.
Με την επιφύλαξη παντός δικαιώματος.

Μέλος του 
Μητρώο ΜΗ

Βλαχαντώνη Ολυμπία - Μεσιτικό Γραφείο