人工智能进化

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光学花边可以使机器人感觉更柔和。

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十月3,2019

对于光学花边项目,使用3D打印的聚氨酯制造了柔性的多孔晶格结构;它的芯子上装有可伸缩的光纤,其中包含十多个机械传感器。然后安装LED灯以照亮光纤。
©康奈尔大学

一种新的合成材料可以创建类似于生物神经系统的链接传感网络,从而使机器人能够感知它们如何与环境互动并相应地调整其动作。康奈尔大学博士学位开发的装有这种材料的机器人。通过有机机器人实验室的学生Patricia Xu,非常适合制造业和医疗保健行业。

“我们希望有一种方法来测量高度变形的物体的应力和应变,并且我们希望使用硬件本身而不是视觉来进行测量,”实验室主任,机械和航空航天工程副教授,高级作者罗伯·谢泼德说。该实验室的论文“用于合成传入神经网络的光学花边”(科学机器人,2019年9月11日)。 “从生物学的角度考虑它的一种好方法。一个人仍然可以睁开眼睛感觉周围的环境,因为他们的手指中的传感器会在手指变形时变形。机器人现在无法做到这一点。”

Shepherd的实验室以前曾制造过感官泡沫,这种泡沫使用光纤来检测这种变形。在光学花边项目中,Xu使用了由3D打印的聚氨酯制成的柔性多孔晶格结构;她用包含十多个机械传感器的可拉伸光纤将其芯线穿过,然后安装了LED灯以照亮光纤。

当她在各个点上按下晶格结构时,传感器能够查明光子流的变化。 “当结构变形时,输入线和输出线之间就会发生接触,并且光线会跳入结构中的这些输出回路中,因此您可以分辨出发生在哪里,” Xu说。 “强度决定了变形本身的强度。”

Shepherd说,这种光学花边也可以清洗,不会用作机器人的皮肤涂层,它更像是肉本身。机器人需要知道自己的形状才能触摸,握持并协助制造,而不会损坏零件或产品。 “如果他们能感觉到他们正在触摸的东西,那将提高他们的准确性,”谢泼德说。

尽管光学花边的灵敏度不如挤满了神经感受器的人类指尖,但这种材料对触摸的感觉要比对人类的背部敏感。

研究人员还计划探索结合机器学习来检测更复杂的变形(例如弯曲和扭曲)的潜力。 “我制作模型来计算要触摸的结构以及要触摸的位置,” Xu说。 “但是,将来,当您的传感器数量增加30倍并且随机分布在整个传感器中时,这将变得非常困难。机器学习会更快地做到这一点。”

即使机器人越来越意识到它们如何与环境互动,人类仍然具有明显的优势。 “我们不知道自己的身体,有些机器人也知道他们的四肢,关节和手指,”谢泼德说。 “但是我们仍然可以总体上比机器人更好地表现,因为我们可以通过机械设计以及神经体系结构来处理不确定性。”

该论文由博士后研究员Anand Kumar Mishra合着。学生Lillia Bai和Cameron Aubin;意大利理工学院突触神经科学与技术中心的Letizia Zullo和这项研究得到了空军科学研究所和美国国立卫生研究院的资助。

资料来源:康奈尔大学




在加利福尼亚州,如果某产品的测试结果超出了标签规定的数量10%或更多,则必须销毁整个批次。
©彼得| stock.adobe.com

巧克力云THC测试

巧克力成分可能会干扰大麻功效测试,从而导致结果不准确。

制造商将大麻添加到多种食品中,这些产品(基质)的成分会影响药效测试结果。该项目的首席研究员戴维·道森(David Dawson)和CW Analytical Laboratories的同事在一项针对注入大麻的巧克力的功效测试的调查中,注意到了一些“奇怪的功效变化”,这取决于巧克力样品的制备方法。

因此,研究小组决定研究改变样品制备条件(例如巧克力和溶剂的量,pH值和巧克力类型)对人体中主要精神活性成分-9-四氢大麻酚(?9-THC)的影响大麻,通过高效液相色谱(HPLC)测定。

“当我们在样品瓶中注入较少的大麻巧克力时(比如说1克),与在瓶中注入2克相同的注入巧克力相比,我们获得了更高的THC效力和更精确的数值,” Dawson说。

这不仅与他认为是样本的基本统计表示法背道而驰,在这种情况下,人们会假设您拥有的样本越多,整个样本就越具有代表性,而且,他说:“只需更改样本量即可。样品瓶中的样品可以确定样品是否通过或不合格,这可能会对巧克力棒的生产商以及由于这种奇怪的基质效应而可能导致供料不足或过量的客户产生巨大影响。”

它还具有重要的法规含义。 “如果食用大麻产品的含量比标签上的含量低10%,加利福尼亚法律规定必须重新贴标签,这需要花费大量时间和金钱,” Dawson说。 “但是,如果产品的测试结果超出标签数量的10%或更多,那就更糟了–那么整个批次必须被销毁。”

结果表明,巧克力的某些其他成分(基质效应)正在抑制α9-THC的信号。因此,道森(Dawson)试图找出造成基质效应的巧克力成分。他曾尝试添加9-THC的标准溶液,其中添加了不同数量的巧克力块,可可粉,面包师的巧克力和白巧克力,所有这些成分均具有不同的成分,并观察HPLC信号如何变化。道森说:“目前我们最好的铅是与脂肪有关,考虑到9-四氢大麻酚是脂溶性的,这是有道理的。”

该小组希望将其分析扩展到其他大麻素,例如CBD,并且他们计划研究其他食品基质,例如巧克力曲奇。道森说,他希望这项研究将有助于开发各种食品中大麻功效测试的标准方法。

该研究在美国化学学会(ACS)2019年秋季全国会议和博览会上发表。

资料来源:美国化学学会(ACS)




©Scanrail | stock.adobe.com

从塑料到3D墨水

一位俄罗斯大学学生开发了一种将塑料废料转化为3D墨水的方法。

俄罗斯西伯利亚的托木斯克州立大学(TSU)的本科生Gokma Sahat Tua已经开发出一种将塑料废料回收为墨水进行3D打印的方法。来自印度尼西亚的学生将自己的项目作为TSU和荷兰马斯特里赫特大学课程的一部分进行了开发。

TSU托木斯克国际科学计划(TISP)是与马斯特里赫特大学联合开发的自然科学,物理学和数学领域的国际学士学位课程,以英语授课。该程序是面向问题实践的,即它要求学生解决实际问题。其中之一是由Tua承担的。

“我们已经开发了一种将塑料废料回收为3D打印油墨的挤出机,” Tua解释说。 “机器组装成零件,可以在线订购。总费用不会超过10,000卢布(约合155美元)。也就是说,这是一群学生买得起的非常便宜的设备。”

挤出机使用的塑料原料即使在标准加工中也不被接受。他说:“如果您不遵循技术规格,挤出机会将聚乙烯和其他类型的塑料转变为3D打印材料。” “您将生成的线程加载到打印机中,并且可以打印任何东西-手表,椅子或任何设计师的物品和模型。”

当前,项目团队已经开发了一个网站,其中包含有关废物回收利用,其标准以及塑料第二寿命可能性的信息。还计划了一个移动应用程序。 “从环境角度来看,塑料是一种危险,有毒且无用的材料,带有特定的气味,” Tua说。 “但是对于设计而言,它是一种超级材料,可以在任何地方使用并节省金钱。”

资料来源:托木斯克州立大学