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皮下ナノセンサー

07.11.2013

一酸化窒素 (NO) は、生きている細胞で最も重要な分子の XNUMX つです。細胞内および細胞間でシグナルを伝達し、免疫系の働きを調整します。多くのがん細胞は異常なレベルの一酸化窒素を持っていますが、科学者はこのガスがどのように機能するかを正確に知りません. したがって、彼らによると、癌の進行における一酸化窒素の役割は非常に議論の余地があり、科学者はその過程を理解するための新しいツールを必要としています.

マサチューセッツ工科大学の研究者は、体内の一酸化窒素レベルをリアルタイムで測定する新しいツールを開発しました。エンジニアによって設計されたセンサーは、体内 (皮膚の下) に XNUMX 年以上埋め込むことができ、炎症のプロセス (NO が生成されるプロセス) を制御できます。

この研究は、ナノセンサーが体内で長期間直接使用できることを初めて証明したものです。カーボンナノチューブで作られたセンサーは、とりわけ、グルコースなどの他の分子を検出するために使用されることが期待されています。すでに、研究者チームは、血液サンプルを採取する必要なく糖とインスリンのレベルを監視する、糖尿病患者向けのセンサーに取り組んでいます。

科学者たちは、厚さ XNUMX ナノメートルのカーボンナノチューブをセンサーの製造に有望と考えています。マサチューセッツ工科大学の研究者は最近、過酸化水素やサリンを含むさまざまな分子用のカーボンチューブセンサーを開発しました。このようなセンサーは、カーボンナノチューブの蛍光を使用します。ナノチューブが特定の分子に結合すると、明るくなったり暗くなったりします。

新しい研究では、研究者はナノチューブを修正して、XNUMX つの異なるタイプのセンサーを作成しました。

センサーの性能を向上させるために、科学者は生体適合性ポリマー (ポリエチレングリコール) を使用しました。これは、粒子が血流中でくっつくのを防ぎます。マウスでの実験では、この場合、粒子は損傷を与えることなく肺と心臓を通過できることが示されています。ほとんどの粒子は肝臓に蓄積し、そこで NO レベルを監視するために使用されます。同時に、研究者は、これまで肝臓のみを研究してきたが、粒子が血液中に残っていることを確認した. これは、ナノ粒子の助けを借りて体のさまざまな領域を研究できることを意味します。

体内に長期滞留するセンサーは、アルギン酸ゲル（藻類由来のポリマー）に埋め込まれたナノチューブで構成されています。マウスの皮下に移植した後、ゲルは所定の位置に留まり、400日間機能しました。しかし、研究者たちは、センサーの寿命を延ばすことができると示唆しています。将来的には、このようなセンサーは、がんやその他の炎症性疾患を監視したり、人工股関節やその他の埋め込みデバイスを装着した患者の免疫反応を検出したりするのに役立つでしょう。

科学者たちは現在、この技術をグルコース検出に適応させることに取り組んでいます。ナノチューブは、血糖値を測定するための電気化学センサーに取って代わると考えられていますが、これは長期間機能せず、電極が皮膚の下に浸透するため、感染のリスクも高まります。しかし、新しいセンサーはリアルタイムで血糖値を測定し、それに接続されたインスリンポンプが適切な量のホルモンを供給します。

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量子もつれのエントロピー則の存在が証明された 09.05.2024

量子力学は、その神秘的な現象や予期せぬ発見で私たちを驚かせ続けています。最近、理化学研究所量子コンピューティングセンターの Bartosz Regula 氏とアムステルダム大学の Ludovico Lamy 氏が、量子もつれとそのエントロピーとの関係に関する新しい発見を発表しました。量子もつれは、現代の量子情報科学技術において重要な役割を果たしています。ただし、その構造は複雑であるため、理解と管理が困難になります。レグルスとラミーの発見は、量子のもつれが古典系と同様のエントロピー規則に従うことを示しています。この発見は、量子情報科学技術の分野に新たな視点をもたらし、量子のもつれと熱力学との関係についての理解を深めます。研究結果は、もつれ変換の可逆性の可能性を示しており、これにより、さまざまな量子技術での使用が大幅に簡素化される可能性があります。新しいルールを開く ... >>

ミニエアコンソニーレオンポケット5 09.05.2024

夏はリラックスしたり旅行したりするのに最適な時期ですが、多くの場合、暑さが耐え難い苦痛に変わることがあります。ソニーの新製品、Reon Pocket 5 ミニエアコンをご紹介します。ユーザーにとって夏をより快適にすることを約束します。ソニーは、暑い日に体を冷やすユニークなデバイス、Reon Pocket 5 ミニコンディショナーを導入しました。首にかけるだけでいつでもどこでも涼しさを楽しめます。運転モードの自動調整と温度・湿度センサーを搭載したミニエアコンです。革新的なテクノロジーのおかげで、Reon Pocket 5 はユーザーのアクティビティや環境条件に応じて動作を調整します。ユーザーはBluetooth経由で接続された専用モバイルアプリを使用して簡単に温度を調整できます。さらに、ミニコンディショナーを取り付けられる、便利な特別デザインのTシャツとショーツも用意されています。デバイスはああ、 ... >>

スターシップのための宇宙からのエネルギー 08.05.2024

新技術の出現と宇宙計画の発展により、宇宙での太陽エネルギーの生産がより実現可能になってきています。スタートアップ企業のトップである Virtus Solis は、SpaceX の Starship を使用して地球に電力を供給できる軌道上発電所を構築するというビジョンを共有しました。スタートアップ企業のVirtus Solisは、SpaceXのStarshipを利用して軌道上に発電所を建設するという野心的なプロジェクトを発表した。このアイデアは太陽エネルギー生産の分野を大きく変え、より利用しやすく、より安価になる可能性があります。このスタートアップの計画の中核は、Starshipを使って衛星を宇宙に打ち上げるコストを削減することだ。この技術的進歩により、宇宙での太陽エネルギー生産は従来のエネルギー源と比べてより競争力のあるものになると期待されています。 Virtual Solis は、Starship を使用して必要な機器を配送し、軌道上に大型太陽光発電パネルを構築することを計画しています。ただし、重要な課題の 1 つは、 ... >>

強力なバッテリーを作成する新しい方法 08.05.2024

技術の発展とエレクトロニクスの使用拡大に伴い、効率的で安全なエネルギー源を作り出すという問題はますます緊急になっています。クイーンズランド大学の研究者らは、エネルギー産業の状況を変える可能性のある高出力亜鉛ベース電池を開発するための新しいアプローチを発表した。従来の水ベースの充電式電池の主な問題の 1 つは電圧が低いことであり、そのため最新の機器での使用が制限されていました。しかし、科学者によって開発された新しい方法のおかげで、この欠点は見事に克服されました。研究の一環として、科学者たちは特別な有機化合物であるカテコールに注目しました。これは、バッテリーの安定性を向上させ、効率を高めることができる重要なコンポーネントであることが判明しました。このアプローチにより、亜鉛イオン電池の電圧が大幅に向上し、競争力が高まりました。科学者によると、このようなバッテリーにはいくつかの利点があります。彼らはbを持っています ... >>

温かいビールのアルコール度数 07.05.2024

最も一般的なアルコール飲料の 1 つであるビールは、飲む温度によって変化する独自の味を持っています。国際的な科学者チームによる新しい研究で、ビールの温度がアルコールの味の知覚に大きな影響を与えることが判明しました。材料科学者のレイ・ジャン氏が主導したこの研究では、温度が異なるとエタノールと水分子が異なる種類のクラスターを形成し、それがアルコールの味の知覚に影響を与えることが判明した。低温ではより多くのピラミッド状のクラスターが形成され、「エタノール」の辛味が軽減され、飲み物のアルコール感が軽減されます。逆に温度が上がるとクラスターが鎖状になり、アルコール感が強くなります。これは、白酒などの一部のアルコール飲料の味が温度によって変化する理由を説明します。得られたデータは飲料メーカーに新たな可能性をもたらします。 ... >>

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ロボットは好奇心を持つように教えられてきた 08.06.2017

数年間、ロボット用のコンピュータープログラムの開発者は「好奇心アルゴリズム」を作成しようとしましたが、人間の好奇心を再現することは非常に困難でした。彼らによると、ほとんどの方法では、ロボットの知識の「ギャップ」を評価して、ロボットが何に関心を持つかを理解することはできません。

しかし、英国の Google DeepMind の Todd Hester と米国のテキサス大学の Peter Stone は、コンピュータプログラムがその環境について独自に学習することで「好奇心旺盛」になることを可能にするアルゴリズムを作成することに成功しました。新しいアプローチにより、ロボットは現在よりもさらに速く学習できるようになります。研究者は、「強化学習」技術に基づくアルゴリズムを TEXPLORE-VENIR と名付けました。

この手法は、次の原則に従って機能します。プログラムが問題の解決策に近づくと (たとえば、迷路を出る)、何らかの報酬を受け取ります。賞を受賞した後、将来、彼女は再び何らかの目標を達成しようとすることが想定されています。研究者は、「強化学習」手法をわずかに変更して、目標の達成に役立たなくても、新しい知識に対してプログラムに報酬が与えられるようにしました。たとえば、TEXPLORE-VENIR は、世界を探索したり、地図上で遠くの場所を探したり、料理のレシピを習得したりすると、ボーナスを獲得します。

Hester と Stone は、4 つのシナリオでアルゴリズムをテストしました。これらの最初のものは、ロックされたドアで接続された 10 つの部屋の仮想迷路でした。ボットは単なるコンピュータープログラムでしたが、そのエリアを探索し、鍵を見つけ、それを持ってドアを開けなければなりませんでした。開いているドアごとに、彼は 3000 ポイントを獲得しました。最高得点を達成するために、彼には XNUMX 歩が与えられました。

TEXPLORE-VENIR アルゴリズムを使用すると、ボットはエリアを探索し (これに 1000 の「ステップ」を費やした)、55 ポイントを獲得しました。さらに、彼が他のアルゴリズムを使用した場合、彼は 0 から 35 ポイントを受け取りました。プログラムがエリアを探索し、同時にドアのロックを解除する必要がある場合、TEXPLORE-VENIR で 70 ポイントを獲得し、それ以外の場合は 5 未満でした。

200 番目の実験では、研究者は人型ロボット Nao を接続しました。 TEXPLORE-VENIR アルゴリズムの助けを借りて、彼は 400 つのタスクを完了する必要がありました。それは、ミュージカルシンバルを叩く、ピンクのリボンを見つけて目に近づける、足にあるボタンを押すということです。ナオはタスクごとに 13 の「ステップ」を受け取り、さらに 7 の「ステップ」が「トレーニング」(学習科目) のために与えられました。 1回の試行の後、彼はボタンを5回押し、シンバルをXNUMX回にXNUMX回叩き、最終的にピンクのリボンをより速く見つけました.

TEXPLORE-VENIR アルゴリズムは良好な結果を示しましたが、過度の好奇心はロボットの生産性を低下させる可能性があると第三者の研究者は述べています。学習報酬を受け取るというロボットの内因性動機が、タスクを完了するという外因性動機を超えることがあります。したがって、XNUMX 種類のモチベーションのバランスを見つけることが重要です。

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