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除了替代医生,人工智能外科手术辅助机器人还能做什么?
大学仕 2021-03-24 09:33 1030浏览
        人工智能将使外科手术机器人实现其最佳功能,不仅要替代外科医生,而且要通过减少特定子任务的单调性来增加其工作量。博士后米尼奥黄和杰弗里Ichnowski和博士学生Brijen Thananjeyan,已经证明了深刻的神经网络加上3D印刷深度感测标记如何可以锻炼达芬奇手术机器人稍微更快、更准确地自动执行PEG转印而不是经验丰富的外科住院医师。       该研究小组还在去年11月的《科学机器人》杂志上发表了一篇有关新型AI软件的论文,该软件可以使机器人学习如何快速规划平滑运动,从而提高速度并减少工厂,仓库和手术室的磨损。机器人技术业务评论的母公司WTWH Media生命科学执行编辑克里斯·纽梅克(Chris Newmaker)与戈德堡(Goldberg)进行了交谈,以期深入了解外科机器人技术在未来几年中的发展方式。      Goldberg和他的团队训练了达芬奇外科手术机器人,该机器人比有经验的外科手术住院医师能够更快,更准确地自动执行桩钉转移。外科辅助机器人的许多早期专利都将到期,因此有几家新公司进入市场。例如,在过去的两年中,强生公司购买了Auris,美敦力公司购买了Mazor。亚洲新兴的许多新公司(包括中国和韩国)也在以较低的成本开发新一代的手术辅助机器人,并努力引入一些有监督的自主权。       新一代机器人将代替外科手术代替繁琐的子任务,例如缝合和清创术,以提高一致性,减轻疲劳并为远距离远程手术打开大门,从而为外科医师提供帮助,而不是代替人工手术。AI系统(机器学习)可以利用从Intuitive的da Vinci等外科手术系统收集的数据来学习子任务的基本控制策略,包括切割、缝合、触诊、解剖、牵开和清创术。我们最近能够自动执行桩钉转移,这是微创外科手术的通用训练程序,准确率高达99.4%(在达芬奇研究工具包上进行357/360试验),即使切换了机器人工具也是如此。这项任务具有挑战性,因为它要求很高的精度,并且驱动外科手术机器人关节运动的电缆在运动过程中会拉伸,这可能会大大降低其精度。我们必须通过人工操作员的演示以视觉方式纠正任务关键点的错误。       这些方法使用基准标记和深度学习以及深度学习来开发一个模型,该模型说明机器人如何根据其过去的运动进行运动,这是其布线属性的复杂函数。使用这种学习的模型进行控制,我们在任务的双边和单边版本上分别达到94-100%的准确性。现在,全球有30个实验室使用研究型的Intuitive手术辅助机器人进行实验,并且每月都会发布新的硬件和算法。       学习如何无需手动调整就可以定位和移动手术摄像机是非常有趣的。这个工作非常繁琐,因此,例如当缝合线超出视场并跟踪摄像机进行相应移动时,如果机器人能够预料到这一点将是有帮助的。这也很微妙,因为错误的相机运动可能会使外科医生感到沮丧。       希望我们可以开发出可以学会比人类外科医生更快,更准确地执行特定子任务(例如缝合或清创术)的系统。这样可以减轻外科医生的乏味,使他们专注于更细微的手术方面,并减少手术室的时间。这个研究领域正在迅速发展,目前,全球有30个实验室使用直觉式手术辅助机器人的研究版本进行实验,并且每个月都会发布更新硬件和算法。来源:贤集网  
污水处理机器人,能够在废水中以30倍速率检测出冠状病毒!浓缩24个样本!
大学仕 2021-03-24 09:30 501浏览
      通过使用污水处理机器人,能够比从废水中快30倍检测出冠状病毒。这一进展发表在微生物学期刊《 mSystems》上,为监测废水的社区提供了更多的交货时间,以对本地新冠肺炎病例提供早期预警。当临床研究表明新冠肺炎呈阳性的人将病毒撒在粪便中时,下水道是寻找病毒的明显场所。 可以在社区一级使用废水监测, 以在临床诊断之前查看潜在的爆发群,尤其是在新冠肺炎流行率远远超过检测率的地区。       问题在于该病毒在废物流中被大量稀释,这是因为有许多人的浴室排入其中,更不用说他们冲走的所有其他垃圾。监视取决于浓缩废水中的病毒颗粒以检测这些低水平。该病毒浓缩步骤通常是废水分析中的主要瓶颈, 因为它既费力又费时。我们的机器人系统采用了另一种更快的方法。全国各地的城市,学校和企业都在使用废水监测来发现冠状病毒。       废水监测作为高风险地区的早期警报系统特别有用,例如社区中无证件居民可能对个人测试持谨慎态度。最常用的病毒浓缩技术是使用过滤器 ,可能需要6到8个小时的时间才能将数十个污水样本转化为样本,然后可以测试是否存在新冠肺炎病毒。新方法一次40分钟即可浓缩24个样品。密苏里州废水中发现了加州新冠肺炎变体       重新设计的微生物或细胞生物学任务的设备,以处理污水。通过使我们的系统小型化和自动化,我们消除了许多劳动密集型步骤,资源和相关成本。而且我们的免提过程要快得多。从圣地亚哥主要废水处理厂的自动进样器以及在 加利福尼亚大学圣地亚哥分校校园内超过100个检查井中部署的污水中收集污水,该污水收集器每天每30分钟收集一次下水道样品。       回到实验室,将不再依赖多个过滤步骤,而是使用微小的磁珠来富集病毒颗粒。污水处理机器人配有专用的磁头,该磁头会钩住磁珠,捕获病毒。它优先捕捞病毒颗粒,在污水样品中留下其余的垃圾。使用机器人使污水浓缩过程自动化,我们可以在40分钟内为每个机器人浓缩24个样品。然后,同一台机器人可以提取病毒RNA,在36分钟内处理96个样品。最后,我们使用聚合酶链反应搜索新冠肺炎的特征基因,就像临床诊断测试一样,实验室将对患者的鼻拭子进行操作。       总体而言,该系统可以在4.5小时内处理96个样品,从而大大减少了从样品到结果的时间。到目前为止,这是已知的使用自动过程进行的冠状病毒废水研究 。该技术也用作校园大规模废水监测,每天对100多个位置进行采样。 圣地亚哥学区也将其用作预警系统。现在,正在使用系统的病毒基因组测序部分来跟踪新的新冠肺炎变体的出现。来源:贤集网
为提高竞争力和生产效率,需可编程机器人与人类相互联系和工作!
大学仕 2021-03-24 09:26 879浏览
       随着时间的流逝,发生了三项重要的工业革命:第一次是在18世纪末,蒸汽机被视为主角;第二次是工业革命。第二次是1870年出现的,主角包括内燃机、电力和石油。第三次在二十世纪,以原子能、航天、计算机科学和互联网的出现为特征。现在,我们正处于第四次工业革命之中,在公司生产过程的不同阶段中,机器人的存在,为工厂自动化和许多公司的数字化转型做出了贡献。什么是协作机器人?       说到协作机器人,我们指的是协作可编程机器人,其特征在于能够与生产链中的员工积极互动。一种半自主的员工,由于其自身的技术而更加积极地工作,从而降低了事故风险并显着提高了生产链或其他活动的速度。具体而言,我们谈论的是可编程机器人,它表示一种能够记忆或执行借助或多或少复杂软件提供的一系列命令的机器人。       根据意大利工业机器人学会的说法,该机器人是可编程的多用途机械手,用于处理材料,工具和其他生产方式。它能够与发生与生产相关的技术转化周期的环境互动。协作机器人与第一代机器人之间的主要区别主要在于,后者无需人工干预即可独立管理其工作。另一方面,工业4.0的目的是在机器和人之间创造一个积极互动的空间,以使工作更加流畅和高效。可以说,在没有特殊阴影区域的情况下,协作机器人的设计使其能够与人并肩作战,就好像它们是他手臂的真正延伸一样。它们在一定程度上融入了各个领域以及世界各地的公司,这清楚地证明了这一点,并取得了非凡的成果。协作机器人的特征是什么?       毫无疑问,在希望优化时间,减少事故,最小化空间需求,从而提高生产速度和利润的尖端公司的生产过程中,协作机器人扮演着越来越重要的角色。这些机器人的特征之一是它们为操作员提供执行物理上苛刻的任务和工作表现的支持。除了更好地保护人类健康外,这还涉及一种更有效的工作方式,以及关注员工的安全。       第二个特征涉及机械的灵活性。实际上,它们可以根据需要轻松用于执行多个操作阶段。在这种情况下,出现了人机结合的问题:实际上,必须对机器人进行编程以使其运转。押注生产过程自动化的行业也投资了他们的团队,以了解如何最好地管理需要必要信息以完成所需内容的机器人。对于此类任务,通常会有软件和控制面板。与手动生产相比,这些机器人的更高效率不可避免地涉及在更短的时间内实现既定目标。因此,购买上述机器所产生的费用可以在不长的时间内摊销。工业4.0的好处       公司有机会通过受益于机器和人类之间的相互联系和工作来提高竞争力和生产效率。其最终目的是能够鼓励中小企业的发展。实际上,该计划旨在通过提供可以帮助公司处于增长阶段的激励措施来鼓励创新投资的增长。来源:贤集网  
苏黎世大学开发了一种触觉传感原理,使机器人能够从与环境的交互中获取丰富的接触反馈。
大学仕 2021-03-23 09:26 601浏览
       尽管现代相机为机器提供了非常完善的视觉感,但机器人仍然缺乏如此全面的触摸感解决方案。在苏黎世联邦理工学院,由动态系统与控制研究所的Raffaello D'Andrea教授领导的小组中,开发了一种触觉传感原理,使机器人能够从与环境的交互中获取丰富的接触反馈。在最近的一次TEDxZurich的TEDx演讲中描述了这种方法。演讲以一个技术演示为特色,该演示介绍了针对下一代柔软机器人皮肤的新颖触觉感应技术。苏黎世大学最新触觉传感机制,使机器人能够从与环境的交互中获取丰富的反馈信息!       该感测技术是基于一个照相机上轨道荧光发色粒子,其密集和随机分布的柔软,可变形的凝胶内。图案的随机性简化了凝胶的生产,其密度可在所得图像的每个像素处提供应变信息。另外,该技术没有对可以表现出任意几何形状的感测表面的形状做出任何假设。数据处理       尽管捕获粒子运动的图像是直观的,并且在某种程度上是视觉上可以解释的,但提取准确的物理量却是具有挑战性的。为了克服对软材料的行为进行实时建模的复杂性,将从图像中提取的信息以数据驱动的方式映射到所施加的(剪切力和压力)接触力的分布。具体而言,采用了神经网络,通过精确的有限元模拟对神经网络进行完全训练,以提取上述映射。应用领域       这项技术有可能影响多个应用领域,其中很明显的一个就是机器人操纵。在最近的概念验证中,我们证明了仅通过使用触觉感测可以实现高度动态的操纵任务,如下面的视频所示。此外,这种方法的多功能性使其适用于机器人领域以外的各种产品。实际上,人为的触觉可以在智能假体系统中找到应用,并有可能为失去四肢的人恢复触觉。来源:贤集网
世界十大自动化国家排名,想不到第一名竟然是它!
大学仕 2021-03-23 09:20 1101浏览
       制造业中机器人的平均密度创下了每10,000名员工113个单位的全球新记录。按地区划分,西欧(225个单位)和北欧国家(204个单位)的自动化程度最高,其次是北美(153个单位)和东南亚(119个单位)。世界十大自动化国家排名,新加坡排名第一!       世界上自动化程度最高的10个国家排名是:新加坡(1),韩国(2),日本(3),德国(4),瑞典(5),丹麦(6),香港(7),中国台北(8),美国(9)以及比利时和卢森堡(10)。这是根据国际机器人联合会(IFR)发布的最新世界机器人统计数据得出的。机器人密度是相对于工人人数而言,可操作的工业机器人的数量。国际机器人技术联合会主席米尔顿·古里(Milton Guerry)表示,这种水平的测量可以比较动态自动化竞赛中具有不同经济规模的国家/地区的时间。       迄今为止,机器人密度最高的国家仍然是新加坡,到2019年每10,000名员工中有918台。电子行业,尤其是半导体和计算机外围设备,是新加坡工业机器人的主要客户,占总运营存量的75%。韩国在2019年排名第二,每10,000名员工868个单位。韩国是LCD和内存芯片制造的市场领导者,三星和LG等公司位居榜首,并且还是汽车和电动汽车电池制造的主要生产基地。       日本(每10,000名员工364个机器人)和德国(346个单位)分别排名第三和第四。日本是世界上主要的机器人制造国-即使在这里,机器人也可以组装机器人:全球机器人生产量的47%是在日本制造的。电气和电子行业占运营存量的份额为34%,汽车行业为32%,金属和机械行业的份额为13%。迄今为止,德国是欧洲最大的机器人市场,欧洲38%的工业机器人都在这里的工厂中运作。德国汽车工业中的机器人密度是世界上最高的。该部门的就业人数从2010年的720,000人连续增长到2019年的近850,000人。       瑞典以274个单元的机器人密度排名第五,在金属工业中占35%的份额,在汽车工业中占35%的份额。美国的机器人密度增加到228个机器人。2019年,美国汽车市场再次成为仅次于中国的世界第二大汽车市场,汽车和轻型汽车的产量第二大。美国和中国都被认为是全球汽车制造商极具竞争力的市场。中国机器人密度的发展正在动态地继续:今天,中国制造业中的机器人密度在全球排名第15位。除了汽车生产,中国还是电子设备,电池,半导体和微芯片的主要生产国。来源:贤集网  
某种自动化焊接系统
大学仕 2021-03-23 09:03 700浏览
        本发明涉及智能焊接技术领域,本发明提出的自动化焊接系统,包括固定焊接工件的焊接台、夹持与抓取焊接工件的定位机器人、焊接机器人、上或下料升降机、电气控制系统、控制系统、三维解刨工件模块和运输机器人。本发明的有益效果,减少人工分析、拿取工件、分配焊接先后顺序的工序,节约人工成本通过不同厚薄度采用不同电压的焊枪进行焊接,同时不同金属焊接时也采用不同电压焊接,保证焊接效果更好。       1.自动化焊接系统,包括固定焊接工件的焊接台(1)、夹持与抓取焊接工件的定位机器人(2)、焊接机器人(3)、上或下料升降机(4)、电气控制模块(5)、控制系统(6)、三维解刨工件模块(7)和运输机器人(8),其特征在于,所述夹持与抓取焊接工件的定位机器人(2)内设置有三维视觉识别模块,其与三维解刨工件模块(7)连接,并抓取)、放置缓冲装置,自动从上或下料升降机(4)中识别选取需要焊接的工件,焊接机器人(3)设有焊枪)、焊枪缓冲装置,和三维图形焊接点的起止位置坐标系统,上或下料升降机(4)设置在传送带尾端,与传送带(9)相连,所述运输机器人(8)设置在传送带(9)两侧的存放焊接工件原材料堆处,其中三维解刨工件模块(7)与三维视觉识别模块互为输入和输出相匹配的转录与逆转录关系系统,所述固定焊接工件的焊接台(1)两侧设有固定和相互夹持的棘爪,该棘爪可以在空间平面内自由移动变换夹持固定各个部位,三维解刨工件模块(7)用于解刨系统录入的立体三维模型的分解识别工件,根据分解以后图形指定对应的工件型号传递给运输机器人(8)焊接工件的焊接台(1)可做自转)、升降变化,焊枪上设有多个焊接头,每个焊接头的焊接电压对应多种厚薄度的焊接部位及焊接金属。
MIT开发出只需在定制外壳中更换模式的类似寄居蟹的机器人 !
大学仕 2021-03-22 09:27 859浏览
       众所周知,机器人是某些领域方面的专家,当他们被设计为一个非常特定的任务时,他们可以做到最好,然而你没有抱太多期望,他们会做并不是本专业的其他事情。因为每次你想用机器人做一些不同的事情时,都能发明一个新的专业机器人。制作通用型机器人是很难的,但不那么难的是让通用型机器人能够轻松地适应不同种类的专业,我们人类在使用工具的时候一直都在这样做。麻省理工学院媒体实验室的机器人专家们从骄傲而高贵的寄居蟹身上获得灵感,设计出了一款机器人,它能够毫不费力地从一个完全的通才过渡到高度的专才,再从专才过渡到通才,这一切只需在聪明的定制机械壳中换进换出即可。       HERMITS,是基于索尼的小Toio机器人。它们是一种两轮机器人立方体,可以根据红外图案定位自己,在一个特殊的垫子上拉开拉链,让它们通过一个中央控制器与其他物体进行互动。Toios的设计是可以改装的,但大多数时候只是作为玩具,这显然没有发挥它们的全部潜力。麻省理工学院媒体实验室的机器人专家Ken Nakagaki对Toio机器人做了一个小改动,他在机器人的顶部增加了一个小的伺服电机,可以从机器人的顶部戳出一个针。这只是一个小小的改动,但它却能实现各种新的功能,因为它可以让机器人在定制的外壳里面行驶,并与之对接,就像寄居蟹一样。但与我们见过的寄居蟹不同的是,这些外壳可以被赋予巧妙的机械传动系统,利用机器人的电机,按需赋予它们高度专业化的能力。      这个概念真的很酷!因为只需要几个通用的移动基地,你就可以制造出你想要的专业机器人,其中大部分机器人都是被动的,内部没有任何形式的电子装置,因此使用3D打印机制作起来相对容易。然后,HERMITS可以在需要的时候随时更换外壳。如果你想要的话,你可以通过增加更多的HERMITS来扩大系统规模,但重要的是,你投资的是额外的通用能力,这比大多数时间什么都不做的专家要高效得多。研究人员已经能够使用14个Raspberry Pis同时控制多达70个机器人,这或许不是最精简的方法,但无疑从根本上强化了HERMITS系统的低成本和易操作性。同时,如上图所示,从新的外形设计到制造和组装,再到具有更复杂的嵌入式机制的外壳,未来还有大量的潜力。来源:贤集网
为实现3D扫描系统质量控制全自动化,Evatronix与优傲机器人合作!
大学仕 2021-03-22 09:24 947浏览
        Evatronix宣布与合作机器人领域的领导者Universal Robots(UR)合作,将在生产线上提供自动化质量控制系统的部署。UR+证书提供经过认证的UR机器人配件,保证了3D扫描系统的无缝实施,减少了投资回报时间。EviXscan三维扫描仪与通用机器人cobot的交互是可能的,因为cobot软件的一个独特的扩展名为eviXscan三维扫描仪(URCap)。它使cobot能够与eviXscan 3D套件扫描仪软件通信。这个扩展允许扫描过程在协作机器人的控制下运行,并使用cobot的教学面板对这个过程进行编程。       带EviXscan 3D重型Optima扫描仪的UR+应用套件是一种能够在生产周期内连续运行的自主测量装置。得益于专门设计的URcap软件,cobot手臂上的EviXscan 3D重型Optima扫描仪以即插即用模式进行操作。编程机器人路径很简单,不需要专业知识。用户可以选择单次扫描或HDR模式,轻松定义一系列扫描的扫描参数。还可以充分利用eviXscan 3D套件软件的潜力,如扫描后处理或将3D模型导出到外部质量控制程序,如Design control X或PolyWorks。在对整个系统进行相应配置后,将自动将三维模型从扫描仪传输到外部程序。质量检查完成后,为被检查对象生成报告或合格/不合格信息。将eviXscan 3D重型Optima扫描仪与机械臂集成的目的是在工业4.0即插即用生产概念的制造生产线上实现基于3D扫描技术的质量控制的全自动化。       eviXscan 3D重型Optima扫描仪采用蓝色LED结构光,与具有适当光谱特性的滤光片相结合,在测量过程中对不断变化的光照条件具有免疫力。扫描仪的精度高达0.0183 mm,点密度为95 pt/mm²。重型Optima设计用于50 mm–1000 mm大小的物体。扫描器可以在几乎任何环境下操作,以抵抗灰尘和湿气。使用转盘可以进一步改善扫描过程。如果将Evatronix的新UR+认证eviXscan 3D扫描仪与UR机器人结合使用,原型制作和扫描将比以往任何时候都更容易,UR cobot的经验以及来自EMC的潜在3D处理软件使新的扫描产品更具优势Evatronix将成为UR+生态系统的“即插即用”组件。来源:贤集网 
人类如何使用自主机器人拯救地球?
大学仕 2021-03-22 09:21 657浏览
       在某种程度上,一直持续存在的全球危机感,早在新冠肺炎出现之前就已经存在。国家内部和国家之间日益严重的不平等,与国际舞台上新的权力竞争以及对基本自然资源的竞争日益加剧有关。各国之间自然资源,财政资源和生活水平的差异进一步加剧了区域和全球竞争。那时,金融资本主义实际上已成为世界上事实上的“操作系统”。但是,随着与新冠肺炎的斗争之后出现了创纪录的刺激措施和对增长的新承诺,财务重心法则似乎变得毫无用处,而同时资源稀缺和通货膨胀突然使供应链成本的增长比以往任何时候都快。       我们将如何支持可能会变得更贫穷,更大和更老的全球人口?在一个仅剩40年石油,甚至更少的铜,锌和贵金属的星球上,我们将如何为数十亿人提供衣服,食物和住房?最终,这些问题的答案是创新和生产力的提高,但其规模与以往的成就相应见拙。对环境,再循环和减少的内含能源的新的再生方法可以节省我们剩下的资源。为了充分利用它们,先进的材料,合成工艺和精密制造将是提高效率以在全球范围内提供高水平生活所需的唯一手段。       资本货物实际上是人为创造的资产,可以增强人们从事经济上有用的工作的能力。归根结底,没有资本商品作为中介,就没有经济上有用的工作,消费或生产。无论是叉子、刀子、汤匙、锤子还是半导体光刻系统,工具和机械始终是将人工劳动转化为越来越多,投入更少的商品的必要工具,无论是人工,材料还是能源成本。因此,机器人技术为大多数制造商带来了巨大的好处。对于汽车装配、包装和码垛、机械加工和增值过程、机器人可以将相对生产率提高多个数量级,并减少资源和能源消耗。他们还可以提供可预测的组装高精度和可再生材料、能源系统、运输设备等、而对人员的监督很少。       真正的好处在于,机器人(特别是铰接的手臂)可以替代现有工作流程中的人力资源,而在这些工作流程中,劳动力要么稀少,要么成本太高。同时,这种劳动力替代带来了机器人已经提供的表面上的生产力和可持续性优势。机器人本质上是我们迄今发现的最有效的资本货物,尽管增材制造和更多以材料为中心的方法有望有一天使星际迷航“复制者”成为现实,但它们仍未遵守原则和规模经济必须在广泛和可持续的基础上进行分配。实际上,机器人已经应用于回收。它们正被用于农业。它们有可能应用于采矿,能源开采以及最需要可持续发展的各个领域。但是,什么样的机器人会真正“创造”我们的未来,而不仅仅是适应它?自主机器人有何不同       自主机器人是指可以通过一组基本指令来执行功能,而无需进行固定编程和定位即可以足够的质量执行特定任务的机器人。通过以更高的效率和更大的资源利用来解决可重复的,乏味的或艰辛的任务,该技术带来了巨大的机会来替代缺少的熟练工人并增加现有的熟练工人。为了使机器人系统具有可持续性,必须考虑一些因素–最重要的是,它可以在多大程度上减少能耗?可以采取一些基本的选择来减少机器人的总体能耗,而产生动力的资源主要取决于增强机械能生产和存储所需的材料演变。       尽管可能会取得进步,但最重要的是要意识到,商品和能源的消耗率是由当前工业和运输过程中的低效率造成的。代替这种效率低下的问题,改进的灵活性,自动化和自治系统可以在经济的多个部门中交付大量相同的最终产品(如果不是更好的话),而人力和物力的投入要少得多。自主机器人技术有望从根本上改变各种大趋势对人口,气候和城市化的影响,主要是通过改变生产率的因素来实现。       从农业等基础工业开始,自主机器人可以通过智能应用石油、肥料、农药和除草剂等商品来帮助扩展有机且投入较少的方法。这些好处可以累计节省多达80%或90%的总投入,而节省劳力的机器人还可以更轻松地扩展更具劳动强度的有机方法。最终,自主系统提高生产力的能力将增强在整个生命周期内最大化其自身生产成本的能力。以无人驾驶拖拉机为例,与传统机械相比,它可以在有限的监督下全天候运行,并且覆盖更多的地形。在农业和建筑业从这种生产中受益的地方,在制造业中提供这种产品的能力可以对所有人产生最积极的环境影响。        尽管与简单的“经商成本”相关的工业活动和浪费约占每年总能源消耗的22%,但研究表明,操作增值机械的实际直接成本仅占总制造能源的13%消费。考虑到这一点,与其他任何部门不同,从理论上讲,主要是通过智能自动化,可以将制造部门的能源和资源总消耗降低近10倍。合并自治系统,机器和物料搬运系统将限制对直接人工的需求,但也将使与使制造设施适合人类居住的相关的许多昂贵的加热和冷却系统。       在不需要人类直接存在的地方,对能源和材料效率的适应能力要远远超过目前的适应能力。同时,自主系统可以提高生产率,质量,并显着减少返工和资源浪费。有了这些,真正的好处就来了:这种技术可以改善我们的生活水平,同时消除我们在未来面临的环境“承载力”挑战。在那个时候,技术、材料和工艺的新进步可能使人类的稀缺性和地球限制成为过去,甚至不能简单地消除我们在日常舒适性和环境保护之间一直面临的权衡取舍。自动化的概念实际上使我们能够抵消对环境的影响,创造良性的生产力周期并改善我们的生活水平,并使其分配更加均匀,而不会给地球带来风险。来源:贤集网 
纳米机器人在体内的集体运动,助力生物临床实践!
大学仕 2021-03-19 09:48 261浏览
       纳米机器人是一种部件在纳米尺度(百万分之一毫米)的机器,它可以被设计成能够在流体中自动移动的机器。尽管纳米机器人仍处于研究和开发阶段,但在生物医学领域已经取得了重大进展,使其成为现实。它们的应用非常不同:从识别肿瘤细胞,到在身体特定位置释放药物。催化酶驱动的纳米机器人是最有希望的系统之一,因为它们完全具有生物兼容性,并且可以利用体内已有的“燃料”来推动它们。然而,了解这些纳米机器人的集体行为对于推动它们在临床实践中的应用至关重要。       现在,科学家的一篇新研究(“Swarming behavior and in vivo monitoring of enzymatic nanomotors within the bladder”)有了记载。IBEC首席研究员Samuel Sánchez宣称,能够看到纳米机器人如何一群一群一起移动,并在一个活的有机体中跟踪它们,这是非常重要的,因为需要数以百万计的纳米机器人来治疗特定的病理,例如癌症肿瘤。CIC biomaGUNE放射化学和核成像实验室首席研究员Jordi Llop解释说,我们首次证明了纳米机器人可以通过正电子发射断层扫描(PET)在体内进行监测,PET是一种高敏感、无创的技术,目前应用于生物医学环境。        PET-CT成像是在纳米机器人在尿素的作用下,分别在0,25和45分钟后进行的。(图片:Pedro Ramos, Cristina Simó / CIC biomaGUNE, IBEC, UAB).为此,研究人员首先进行了体外实验,通过光学显微镜和正电子发射断层扫描(PET)监测纳米机器人。这两种技术都允许他们观察纳米颗粒是如何与流体混合的,并能够沿着复杂的路径集体迁移。这些纳米机器人随后被静脉注射到老鼠体内,最后被植入这些动物的膀胱中。由于纳米机器人被一种叫做脲酶的酶所覆盖,这种酶以尿液中的尿素作为燃料,它们一起游泳,诱导膀胱内的液体流动。群居活动类似于鸟群或鱼群的集体活动       这组科学家发现,纳米设备在小鼠膀胱内的分布是均匀的,这表明集体运动是协调和有效的。纳米机器人表现出与自然界相似的集体运动,比如鸟类成群飞行,或者鱼群遵循的有序模式,IBEC的ICREA研究教授Samuel Sánchez解释道。我们已经看到表面有脲酶的纳米机器人比那些没有脲酶的移动速度快得多。因此,这证明了纳米机器人将能够更好地到达肿瘤并穿透它的最初理论的概念,CIC biomaGUNE的首席研究员Jordi Llop说。这项研究证明了数以百万计的纳米设备在体外和体内环境中以协调的方式移动的高效率,这一事实构成了纳米机器人竞赛的一个根本进步,成为高度精确的治疗和治疗的关键参与者。       这些纳米器件在医学上的应用前景广阔。也被证实,这些设备可以监测使用的运动成像技术,可以应用于体内环境,换句话说,他们可以应用于测试动物和提供潜在的转移到人类,克里斯蒂娜单补充道,他这项研究的第一作者和研究人员在中投biomaGUNE组。这是我们第一次能够直接可视化生物兼容纳米机器人在体内生物液体中的主动扩散。监测它们在体内活动的可能性,以及它们呈现出更均匀分布的事实,可能会彻底改变我们理解基于纳米颗粒的药物传递和诊断方法的方式。       “纳米机器人群”在黏性介质中可能特别有用,因为在黏性介质中,药物扩散常常受到血管形成不良的限制,例如在胃肠道、眼睛或关节中。Sánchez教授总结道,事实上,由于不同的酶可以被整合到微型马达中,纳米机器人可以根据生物体内部的部分进行调整,使设备适应它们必须移动的环境中可获得的燃料。来源:贤集网
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