Yazar -Nigar

Nükleer ve fosil yakıtlı enerji santralleri, soğutma için çok miktarda su tüketiyor ve bu su daha sonra su buharı olarak boşa gidiyor. MIT mühendisleri, bu kayıp suyu yakalayıp geri dönüştürebilen bir sistem geliştirdi.

Büyük beyaz buhar bulutları, enerji santrallerinin çevresinde sık sık karşılaşılan bir manzara. Her ne kadar karbondioksit veya daha da kötüsü sera gazları olmadığı bilinse de aslında söz konusu buharlar o santralde ne kadar su tüketildiğini temsil ediyor. Sadece ABD’de göllerden, nehirlerden ve kuyulardan çekilen suyun yaklaşık beşte ikisi tarım, içme veya sanitasyon için değil, fosil yakıtlardan veya nükleer enerjiden elektrik sağlayan elektrik santrallerini soğutmak için kullanılıyor.

Su buharı hasat edilip su buharı olacak

Massachusetts Teknoloji Enstitüsü (MIT) mühendisleri, su buharını hasat edip saf su olarak toplayabilen bir sistem geliştirdi. Üstelik toplanabilen sular, daha sonra tesisin soğutma veya kaynatma gibi su gerektiren diğer sistemlerinde tekrar kullanılabiliyor. Suyu sis veya buhardan çıkarmak için tasarlanan önceki teknolojiler, genellikle su damlacıklarının yapışabileceği yüksek yüzey alanlarına sahip malzemelere dayanıyordu. MIT tarafından geliştirilen teknoloji, buna ek olarak  daha aktif bir rol üstleniyor. Damlacıklar, önce onlara bir elektrik yükü vermek için bir iyon ışını ile kuşatılıyor; daha sonra zıt yüke sahip tel ağlardan geçiyor. Bu sistem, damlacıkların toplandıkları ve toplama için aşağıdaki bir tepsiye düştükleri ağa güçlü bir şekilde çekilmesini sağlıyor.

Su ihtiyacını yüzde 20 azaltacak

Araştırma ekibi, bir dizi laboratuvar testi sistemin çalıştığını gösterdikten sonra MIT’nin biri doğal gaz, diğeri nükleer güçle çalışan iki araştırma enerji santrali tesisinde test etti. Her iki durumda da duman bulutu neredeyse tamamen kayboldu ve yakalanan suyun normal içme suyundan yaklaşık 10 kat daha saf olduğu görüldü. Araştırma ekibi, yeni sistemin santrallerdeki su ihtiyacını yüzde 20’ye kadar azaltmasını  bekliyor.  Aynı zamanda biri 900 MW’lık bir enerji santrali ve diğeri bir kimyasal üretim tesisi olmak üzere iki büyük ölçekli testin bu yıl ticari tesislerde başlaması hedefleniyor.

https://newatlas.com/environment/steam-collector-water-reuse-power-plants/

Bir insan felç geçirdiğinde, genellikle beyninden gelen komutları vücudunun diğer bölümlerine iletmekte zorluk çeker. NCyborg olarak bilinen yeni bir robotik sistem, gelecekte felçli hastalara, bunu yapma yeteneğini yeniden kazanma konusunda  yardımcı olabilecek.

Beynimizin bir kısmına kan akışı kesildiğinde veya azaldığında ortaya çıkan felçler, yetişkinler arasında ilk sıralarda gelen ölüm ve sakatlık nedeni olarak karşımıza çıkıyor. Hayatta kalan hastaların yüzde 75’i günlük aktivitelerini bağımsız olarak yürütmekte güçlük çekerken aynı zamanda uzun süreli fonksiyonel egzersizlere ve rehabilitasyona ihtiyaç duyuyorlar. Bununla beraber geleneksel rehabilitasyon ekipmanlarının kullanıldığı durumlarda sonuçların zayıf olduğu görülürken; hastaların rehabilite olma motivasyonları da genellikle düşük oluyor.

İlk etapta felçli ellerin rehabilitasyonu var

Bu sorundan yola çıkan bilim insanları NCyborg projesiyle hasta inisiyatifiyle yönlendirilen bir felç rehabilitasyon süreci oluşturmak için beyin-bilgisayar arayüzü ve beyinden ilham alan akıllı robot teknolojisindeki uzmanlıktan yararlandı.

Çin’in Huazhong Bilim ve Teknoloji Üniversitesi’ne bağlı Tongji Hastanesi ve Harvard’a bağlı beyin-bilgisayar arayüzü şirketi BrainCo arasındaki bir iş birliğiyle geliştirilen NCyborg’un başlangıçta felçli hastaların ellerinin rehabilitasyonu için kullanılması amaçlanıyor. Beyinden gelen elektrik sinyallerini okuyan bir EEG kafa bandı, ön koldan gelen nöromüsküler sinyalleri okuyan bir kol bandı ve ele giyilen elektrikli robotik eldiven olmak üzere üç ana bileşenden oluşan sistemin işleyişi ise şu şekilde:  Hasta, eliyle belirli bir eylemi gerçekleştirmeye çalıştığında, kafa bandı ve kol bandı beraberindeki elektrik sinyallerini algılayacak ve verileri bağlı bir bilgisayara aktaracak. Yapay zeka tabanlı bir algoritma ise hangi hareketin belirli bir modele uygun olduğunu belirlemek için elektrik sinyallerinin ayırt edici modelini bir el hareketleri veri tabanıyla çapraz referans yapacak. Ardından, eli amaçlanan eylem boyunca hareket ettirecek olan eldiveni etkinleştirecek.

Beş yıl içinde kullanıma sunulacak

Tongji Hastanesi’nden Dr. Jonh H. Zhang; proje kapsamında amaçlarının inme geçirenler için rehabilitasyon etkisini artıracak, sürecini hızlandıracak, ilgili maliyetleri azaltacak, kullanımı kolay, güvenilir ve aynı zamanda uygun fiyatlı bir inme rehabilitasyon robotu geliştirmek olduğunu belirtti. Sistemin ilk el tabanlı versiyonunun beş yıl içinde kullanıma sunulması planlanıyor. Bu noktada ise sistemden yüzde 90’ın üzerinde bir doğruluk oranıyla en az sekiz el hareketi niyetini tanımlayabilmesi ve 300 milisaniyeden daha kısa sürede tepki vermesi bekleniyor.

Kaynak:

https://newatlas.com/health-wellbeing/ncyborg-wearable-robotic-stroke-rehabilitation/

Bilim insanları tarafından elektrik bilgilerini depolama amacıyla dünyanın en ince cihazı üretildi. Bir atom kalınlığında bor ve bir atom kalınlığında nitrojen tabakası kullanılan cihaz sadece 2 atom kalınlığında!

Tel Aviv Üniversitesi’nden araştırmacılar, yalnızca iki atom kalınlığında dünyanın en küçük teknolojisini geliştirdiler. Raymond ve Beverly Sackler Fizik ve Astronomi Okulu ile Raymond ve Beverly Sackler Kimya Okulu’ndan bilim insanları tarafından yapılan çalışma, Science dergisinde yayınlandı.

Elektronik cihazları iyileştirecek

Kristal cihazların kalınlığını ilk kez iki atoma indirebilmeyi başaran araştırma ekibinden Dr. Moshe Ben Shalom; bu seviyedeki  ince bir yapının, elektronların kuantum yeteneğine dayanan hafızaların, sadece birkaç atom kalınlığındaki bariyerlerden hızlı ve verimli bir şekilde atlamasını sağladığını belirtti. Böylece söz konusu teknoloji elektronik cihazları hız, yoğunluk ve enerji tüketimi açısından önemli ölçüde iyileştirebilecek. Araştırmada, bilim insanları, iki boyutlu bir malzeme kullandılar: Tekrarlayan altıgen bir yapıda düzenlenmiş tek atom kalınlığında bor ve nitrojen katmanları. Deneylerinde ise bu tür iki katmanı yapay olarak bir araya getirerek bu kristalin simetrisini kırmayı başardılar.

Umut verici bir gelişme

Moshe Ben Shalom, geliştirdikleri süreci şu şekilde aktardı: “Doğal ve üç boyutlu durumundaki bu malzeme birbirinin üzerine yerleştirilmiş çok sayıda katmandan oluşuyor ve her katman komşusu olduğu diğer katmanlara göre 180 derece döndürülüyor. Laboratuvardaki çalışmalarımızdakatmanları, aralarındaki güçlü itme kuvvetine rağmen aynı türden atomları varsayımsal olarak mükemmel şekilde örtüşecek biçimde yerleştiren, rotasyonsuz paralel bir konfigürasyonda yapay olarak bir arada dizdik. Ancak gerçekte, kristalde bir katman diğerine göre hafifçe kaymış halde bulunuyor. Böylece her katmanın atomlarının yalnızca yarısı mükemmel bir şekilde örtüşüyor ve örtüşenler de zıt yüklere sahip.Diğerleriyse boş alanın üstünde veya altında, yani altıgenin merkezinde yer alıyor.”

“Bu yapay dizme konfigürasyonunda katmanlar birbirinden hayli farklı.” diyen Shalom, bu durumu“Örneğin, üst katmanda sadece bor atomları üst üste biniyorsa, alt katmanda tam tersi oluyor. Doğada bulunmayan bu yenilik, elektrik yükünü katmanlar arasında kendini yeniden düzenlemeye ve katmana dik açıda küçük bir iç elektrik polarizasyonu oluşturmaya zorluyor. Elektrik alanı ters yönde uygulandığında, sistem oryantasyonu değiştirmek için kayıyor ve bu alan kapatıldığında bile düzenli kalıyor.” şeklinde açıkladı.

Dr. Shalom’a göre bu yenilikler bor ve nitrojene özgü değil ve bu ara katman kaydırma yönteminin elektroniği kontrol etmenin bir yolu olarak kullanılması da oldukça “umut verici”.

Bilim insanları, bu teknolojinin diğer dedektörlerin, enerji depolama ve dönüştürme aygıtlarının ve ışıkla etkileşime giren cihazların geliştirilmesine katkıda bulunacağını düşünüyor.

Kaynak:

https://www.eurekalert.org/pub_releases/2021-06/tu-itw063021.php

Araştırmacılar tarafından yerel çevreden malzeme kullanarak yapılar tasarlamak için “bitki gibi” büyüyen bir “siber tohum” geliştirildi. Her ne kadar şu anda sadece bir tohum olsa da uzmanlar, bu teknolojinin algoritmik olarak çok sayıda araç ve uçak için tasarımlar oluşturma amacıyla kullanılabileceğini söylüyor.

Dünyanın herhangi bir yerindeki son kullanıcılara, ellerinde bulunan malzemeleri kullanarak yeni ürünlerin üretilmesini sağlamak için araştırmacılar tarafından kavramsallaştırılan bir fikir, şimdilerde Belfast Kraliçe Üniversitesi, Loughborough Üniversitesi ve York Üniversitesi’nden bir ekip tarafından hayata geçiriliyor.

İnanılmaz bir hızla gelişebiliyor

Siber tohum, bir ürünün boyut, renk ve yoğunluk gibi tasarım özelliklerinin basit metin açıklamalarından oluşuyor. Bu “genler” ise üretime ve gerçekleştirmeye hazır bir 3D tasarım modelinin oluşturulması için bir bilgisayar destekli tasarım (CAD) sistemi ile bağlantı kuracak şekilde yapılandırılmış yazılım tarafından okunuyor. Böylece tohum, bir CAD ortamında algoritmik olarak büyüyor ve araştırmacılar, tohumun inanılmaz derecede hızlı gelişebileceğini söylüyor.

Belfast Kraliçe Üniversitesi Makine ve Uzay Mühendisliği Bölümü’nden proje lideri Profesör Mark Price, “Bu yeni araştırma, tasarım ve üretim organizasyonlarının çalışma şeklini değiştirebilir, üretimi birçok sektör için daha erişilebilir ve verimli hale getirebilir” diyor. Siber tohumun tıpkı doğada bir bitkinin gövdesinin yaptığı gibi bir bilgisayar modeli içinde büyüdüğünü ve uzadığını söyleyen Price, sözlerine şöyle devam ediyor: “Tohum, çok karmaşık şekiller oluşturmak için bölünen ve kopyalayan hücreler üretiyor, ancak bunlar  tıpkı doğada olduğu gibi sadece belirli koşullar sağlandığında yaşayabilir hale geliyor. Örneğin, bir bisiklet tohumumuz varsa ve Belfast’ta bir araştırmacı tarafından Belfast’taki bir müşteri için üretiliyorsa, mevcut malzemeler metal olabilir ve nihai ürün alüminyumdan yapılabilir. Bununla birlikte, Belfast’taki aynı araştırmacı Asya’daki bir müşteriye özel bir bisiklet oluşturmak için siber tohumu kullanıyorsa, bu aynı ana malzemesi olarak bambu kullanarak gelişecek ve tasarımını buna göre uyarlayacaktır.

Hastaya özel cihazlar geliştirilebilecek

Profesör Price, bu gelişmenin algoritmik olarak çok sayıda araç ve uçak tasarımı oluşturmak için kullanılabileceğini söylerken; aynı zamanda tıp ve biyomühendislik sektörleri için de pek çok fırsatın kapısını açabileceğinin altını çiziyor. Bu durum, hastaya özel cihazlar veya özelleştirilmiş terapötik numuneler üretmenin mümkün olacağı ve en önemlisi bunları üretmek için gereken maliyet ve kaynağın engelleyici olmayacağı anlamına geliyor.

Şu anda “tohumlar”, yüzlerce tasarımın oluşturulduğu ve faydalı tasarımları seçecek bir bilgisayar programından geçirildiği yapay bir evrim sürecinden geçiyor. Bu ise ciddi miktarda bilgi işlem gücü gerektiriyor. Daha karmaşık tasarımlara ihtiyaç duyulduğunda da araştırmacıların yapısal bütünlük, hava akışı, sıcaklık, elektromanyetizma gibi çok pahalı olabilen çevresel kısıtlamaları simüle etmeleri gerekecek. Bununla birlikte Profesör Price, “tohumun” uzun vadeli faydalarından birinin, insanların asla düşünemeyeceği tasarımları bulabilmesi olduğunu belirterek, “Ticari baskı ve düzenleyici çerçeveler altında çalışmamıza rağmen yine de çok farklı fikirler ortaya çıkaracak” diyor.

Kaynak: https://www.independent.co.uk/life-style/gadgets-and-tech/cyber-seed-grows-algorithm-design-b1871857.html