Présentation du plus grand processeur photonique quantique à ce jour

Une nouvelle puce de processeur photonique quantique à 20 modes, compatible avec des sources lumineuses de points quantiques, fait avancer l’informatique quantique photonique en Europe.

Les ordinateurs quantiques devraient propulser l’informatique bien au-delà des capacités des ordinateurs actuels, mais leur potentiel reste théorique. Dans leur quête d’une façon de démontrer la suprématie quantique, les chercheurs travaillant dans le cadre du projet PHOQUSING, financé par l’UE, mettent au point un système informatique hybride fondé sur une photonique intégrée de pointe qui combine des processus classiques et quantiques.

L’objectif du projet consiste à développer un dispositif d’échantillonnage quantique qui placera l’Europe à l’avant-garde de l’informatique quantique photonique. Dans cette optique, QuiX Quantum, partenaire du projet PHOQUSING aux Pays-Bas, a créé le plus grand processeur photonique quantique, compatible avec des points quantiques (des cristaux semi-conducteurs nanométriques qui émettent de la lumière de différentes couleurs lorsqu’ils sont éclairés par de la lumière ultraviolette). Ce processeur constitue l’élément central du dispositif d’échantillonnage quantique, un dispositif d’informatique quantique à court terme susceptible de présenter un avantage quantique.

«Les dispositifs d’échantillonnage quantique fondés sur la lumière sont considérés comme une option très prometteuse pour démontrer l’avantage quantique», peut-on lire dans un http://www.quixquantum.com/news/quix-quantum-delivers-a-quantum-photonic-processor-for-europe (article) publié sur le site web de QuiX Quantum. «Le problème lié à l’obtention d’échantillons à partir d’une distribution de probabilité, trop complexe sur le plan mathématique pour un ordinateur classique, peut être résolu facilement en permettant la propagation de la lumière à travers ce type de dispositifs d’échantillonnage quantique. Au cœur même de ces dispositifs nous retrouvons des interféromètres optiques linéaires à grande échelle, c’est-à-dire des processeurs photoniques.»

Le processeur développé par l’équipe de recherche est une puce photonique en nitrure de silicium de 20 modes «de taille inégalée», optimisée pour son emploi à des longueurs d’onde du proche infrarouge, fonctionnant à une longueur d’onde de 925 nm. La http://www.youtube.com/watch?v=iLlFcCMo1NE (vidéo de présentation du processeur d’un séminaire en ligne) nous apprend que les 20 modes d’entrée dotés de 190 cellules unitaires et de 380 éléments ajustables font probablement de ce processeur la puce photonique la plus complexe disponible de nos jours. Outre le nombre élevé de modes, les principales caractéristiques du processeur photonique quantique sont des pertes optiques faibles (de l’ordre des 2,9 dB par mode) et une fidélité élevée (99,5 % pour les matrices de permutation et 97,4 % pour les matrices aléatoires de Haar). Le processeur clé en main permet également une interférence quantique de haute visibilité (98 %).

Le professeur Fabio Sciarrino, de l’Université de La Sapienza de Rome, entité coordinatrice du projet PHOQUSING (PHOTONICS QUANTUM SAMPLING MACHINE) en Italie, observe dans l’article de QuiX Quantum: «La technologie photonique de haute performance fournie par QuiX Quantum est essentielle à la réussite du projet, car elle répond au besoin d’une transition de la science vers la technologie, nécessaire pour le développement d’une informatique quantique utile.» Le projet réunit sept partenaires de France, d’Italie, des Pays-Bas et du Portugal: cinq organismes de recherche et organisations universitaires et deux acteurs industriels, tous leaders européens dans le domaine du traitement de l’information quantique et de la photonique intégrée.

Pour plus d’informations, veuillez consulter:
http://www.phoqusing.eu/ (site web du projet PHOQUSING)

D’après des informations communiquées par le projet et des communiqués de presse

PHOQUSING, quantique, photonique, processeur, informatique, puce, informatique quantique

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La photonique révolutionne le traitement des images

Des chercheurs soutenus par l’UE examinent l’évolution du paysage des réseaux neuronaux convolutifs photoniques intégrés et présentent deux approches alternatives pour dépasser les performances de pointe.

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Un commutateur optique sans chaleur fait progresser la technologie de l’informatique quantique

Une nouvelle méthode de contrôle des photons uniques sans production de chaleur permet l’intégration de commutateurs optiques et de détecteurs de photons uniques dans une seule puce.

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Battre le record de longue distance pour les communications quantiques

Une société du secteur des technologies informatiques, soutenue par l’UE, a démontré l’efficacité des communications quantiques sur des fibres optiques de plus de 600 km de long, ce qui constitue un pas de plus vers l’Internet quantique.

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Mission impossible? Arrêter la lumière pendant d’infimes fractions d’une seconde

Une équipe de scientifiques peuvent retenir des photons individuels et les relâcher en appuyant sur un bouton. Leur technique pourrait être utilisée à plusieurs fins comme la communication à l’épreuve des bugs.

Recherche fondamentale

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La recherche quantique financée par l’UE se met au travail

Une start-up spécialisée dans les technologies quantiques construit le premier ordinateur quantique évolutif au monde, dans une course contre les principaux acteurs du secteur.

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Le traitement quantique se développe et passe de la théorie à la réalité

Le projet VLS-QPP a travaillé sur une nouvelle génération de processeur de photonique quantique et sur les algorithmes permettant d’en exploiter pleinement les capacités. Les applications potentielles vont de la science médicale à la sécurité des données.

Recherche fondamentale

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Article: classique et amélioré

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calculateur quantique

métalloïde

apprentissage automatique

photons

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Un portail pour accélérer le développement de la technologie photonique du silicium

Un nouveau portail d’engagement des clients leur permet d’accéder rapidement aux ressources dont ils ont besoin pour fabriquer leur technologie photonique au silicium.

Technologies industrielles

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EXCELLENCE SCIENTIFIQUE - Technologies futures et émergentes (FET)

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Programme: Base juridique pour le financement de la recherche

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Programme: Partie du programme de travail de la Commission mettant en œuvre la base juridique

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FET Open

Base juridique

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Jednoetapowy proces drukowania przestrzennego sztucznych mięśni

Naukowcy tworzą pneumatyczną sztuczną dłoń przy użyciu komercyjnej drukarki 3D.

Chociaż postęp technologiczny umożliwił wytwarzanie sztucznych mięśni, które kurczą się w taki sam sposób, jak prawdziwe, nie są one w stanie dorównać pod kątem wszechstronności i precyzji ruchów ludzkim mięśniom. Naukowcy wspierani przez finansowany ze środków UE projekt PROBOSCIS posunęli się o krok naprzód w realizacji tego celu dzięki nowatorskiej konstrukcji drukowanych przestrzennie sztucznych mięśni pneumatycznych. Wyniki ich http://www.science.org/doi/10.1126/scirobotics.abn4155 (pracy) opublikowano w czasopiśmie „Science Robotics”.

Stworzone przez naukowców siłowniki GRACE (ang. GeometRy-based Actuators that Contract and Elongate), przypominające mięśnie struktury, które mogą się rozprostowywać i kurczyć w zależności od potrzeb wyłącznie za sprawą swojego geometrycznego kształtu, który przypomina wrzeciono z fałdkami. Jak czytamy w http://innovationorigins.com/en/it-only-takes-a-3d-printer-to-make-pneumatic-muscles/ (artykule) zamieszczonym na stronie „Innovation Origins”, liczbę i rodzaj zastosowanych siłowników GRACE może dobrać model matematyczny, w zależności od przeznaczenia i wymaganego zakresu ruchu mięśnia.

Kurczenie i rozprostowywanie na życzenie

„Najnowocześniejsze sztuczne mięśnie są już wystarczająco dobre, problemem jest ich montaż i dopasowanie do konkretnych potrzeb. Stworzone przez nas urządzenie oferuje wysoki stopień elastyczności, ponieważ umożliwia dopasowanie sposobu kurczenia i rozprostowywania się do indywidualnych potrzeb. Ponadto siłowniki GRACE pozwalają również na rozciągnięcie mięśnia”, stwierdza w artykule pierwszy autor badania, doktorant Corrado De Pascali z Włoskiego instytutu technologii (Istituto Italiano di Tecnologia), pełniącego rolę koordynatora projektu PROBOSCIS.

Siłowniki GRACE można wytwarzać w różnych rozmiarach i przy użyciu różnych materiałów, co umożliwia uzyskanie szerokiego wachlarza realistycznych ruchów. „Ich rozmiar ogranicza wyłącznie użyta technologia produkcji”, zauważa badacz, tym razem w http://www.eurekalert.org/news-releases/963161 (komunikacje prasowym opublikowanym na portalu „EurekAlert!”). „Można je budować w różnych rozmiarach, zmieniać ich parametry, zarówno pod względem odkształceń, jak i wytrzymałości, a także wytwarzać je przy użyciu różnych materiałów i technologii, nawet już wbudowanych w wytwarzane struktury”. Umożliwia to szybsze i prostsze prototypowanie i produkcję urządzeń opartych na sztucznych mięśniach pneumatycznych.

Zespół projektu zademonstrował wszechstronność swoich siłowników na przykładzie pneumatycznej dłoni, która została wydrukowana przestrzennie w jednym kroku przy użyciu komercyjnej drukarki 3D. Ważąca około 100 gramów i zbliżona wielkością do ludzkiej sztuczna dłoń składa się z 18 siłowników GRACE o różnych kształtach i rozmiarach. W skład każdego palca wchodzą trzy małe siłowniki GRACE. Jak opisano w artykule „Innovation Origins”, gdy mięśnie pneumatyczne są pompowane, pociągają ścięgna, umożliwiając rozprostowywanie i zginanie palców. Ponieważ każdy palec połączony jest z autonomiczną linią pneumatyczną, możliwa jest dezaktywacja każdego z osobna. Dodatkowo nadgarstek składa się z czterech większych siłowników GRACE – po dwa z każdej strony. Dzięki temu do zgięcia palców, obrócenia nadgarstka lub odwrócenia dłoni wystarcza ciśnienie wynoszące zaledwie kilka dziesiątych bara.

Materiałem, który wybrano do wykonania dłoni, jest miękka żywica. W artykule „Innovation Origins” De Pascali wyjaśnia, w jaki sposób wybór materiału wpływa na działanie siłownika: „Zależnie od wybranego włókna zyskujemy różne siły, jakimi może dysponować siłownik GRACE. Sztywniejszy materiał jest w stanie utrzymać wyższe ciśnienie niż miększy, dzięki czemu może podnieść większe ciężary, nawet ponad tysiąc razy cięższe od siebie”.

W ramach projektu PROBOSCIS (Proboscidean sensitive soft robot for versatile gripping) zespół opracowuje robotyczne ramię inspirowane trąbą słonia. Jak mówi badacz, ramię „będzie wykonane z tysięcy siłowników GRACE, a wszystkie zostaną wydrukowane za jednym razem”.

Więcej informacji:
http://proboscis.eu/ (strona internetowa projektu)

Na podstawie informacji uzyskanych z projektu i komunikatów prasowych

PROBOSCIS, druk przestrzenny, mięsień, pneumatyczny, sztuczny mięsień, siłownik, dłoń, robot

Gospodarka cyfrowa

Wiadomości

Artykuł: wiadomości

Postępy naukowe

Redakcja CORDIS

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Czy trąba słonia może stać się inspiracją do budowy robotów przyszłości?

Naukowcy przekonują, że trąba słonia może doprowadzić nas do przełomowych osiągnięć w dziedzinie robotyki.

Badania podstawowe

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Artykuł: wiadomości

Wyznaczanie trendów w nauce

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Projekt

Karty informacji o projektach

psychologia behawioralna

miękka robotyka

/inżynieria i technologia/inżynieria elektryczna, inżynieria elektroniczna, inżynieria informatyczna/inżynieria elektroniczna/robotyka/miękka robotyka

obróbka przyrostowa

/inżynieria i technologia/przemysł maszynowy/inżynieria produkcji/obróbka przyrostowa

histologia

CORDA

Hurtownia danych naukowych BRT

Bezpieczniejsza kardiochirurgia dzięki sercu stworzonemu techniką druku 3D

Operacja kardiologiczna to złożony, wymagający dużej ostrożności zabieg, w którym nietrudno o błędy medyczne. Dzięki innowacyjnemu, trójwymiarowemu symulatorowi serca projekt MedicalPhant chce wesprzeć proces diagnozowania pacjentów oraz planowania zabiegów kardiochirurgicznych i wstępnego przygotowywania do nich pacjentów.

Zdrowie

Wynik w skrócie

Artykuł: typowe i pogłębione

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Projekt

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chirurgia

/medycyna i nauki o zdrowiu/medycyna kliniczna/chirurgia

model biznesowy

/nauki społeczne/ekonomia i biznes/biznes i zarządzanie/model biznesowy

choroby układu krążenia

/medycyna i nauki o zdrowiu/medycyna kliniczna/kardiologia/choroby układu krążenia

patologia

/medycyna i nauki o zdrowiu/medycyna kliniczna/patologia

obróbka przyrostowa

CORDA

Hurtownia danych naukowych BRT

Urządzenia drukowane w 3D mogą zrewolucjonizować badania nad chorobami układu krążenia

Korzystając z interaktywnego oprogramowania do projektowania i drukowania przestrzennego, firma zajmująca się wytwarzaniem bio-tkanek stworzyła konfigurowalne, realistyczne modele służące do modelowania chorób i testowania leków.

Zdrowie

Wynik w skrócie

Artykuł: typowe i pogłębione

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Projekt

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choroby układu krążenia

fizjologia

/medycyna i nauki o zdrowiu/medycyna kliniczna/fizjologia

udar mózgu

/medycyna i nauki o zdrowiu/medycyna kliniczna/neurologia/udar mózgu

obróbka przyrostowa

narząd na układzie

/inżynieria i technologia/inne gałęzie inżynierii i techniki/mikrotechnologia/narząd na układzie

CORDA

Hurtownia danych naukowych BRT

Dzięki projektowi COMAN+ interakcja między człowiekiem i robotem wkracza na wyższy poziom

Wyobraźmy sobie humanoidalnego robota, który pomaga pracownikom przemysłu w przenoszeniu ciężkich przedmiotów lub asystuje fizjoterapeucie podczas zabiegu. Tak wszechstronne roboty staną się wkrótce rzeczywistością dzięki pracom zrealizowanym w ramach finansowanego przez UE projektu CogIMon.

Gospodarka cyfrowa

Technologie przemysłowe

Zdrowie

Wywiad

Artykuł: Wywiady

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Projekt

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automatyka i systemy sterowania

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fizjoterapia

/medycyna i nauki o zdrowiu/medycyna kliniczna/fizjoterapia

systemy dynamiczne

/nauki przyrodnicze/matematyka/matematyka stosowana/systemy dynamiczne

roboty autonomiczne

/inżynieria i technologia/inżynieria elektryczna, inżynieria elektroniczna, inżynieria informatyczna/inżynieria elektroniczna/robotyka/roboty autonomiczne

mechatronika

/inżynieria i technologia/przemysł maszynowy/mechatronika

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Kolagenowe implanty słuchowe wytwarzane techniką druku 3D coraz bliżej wprowadzenia na rynek

Badacze opracowali nowatorski, wytwarzany techniką druku 3D aparat słuchowy wykonany z materiałów inspirowanych kosteczkami słuchowymi. Jest on częścią nowej generacji implantów tego typu.

Zdrowie

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Artykuł: typowe i pogłębione

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bioreaktor

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materiały kompozytowe

/inżynieria i technologia/inżynieria materiałowa/materiały kompozytowe

akustyka

obróbka przyrostowa

implanty

/medycyna i nauki o zdrowiu/biotechnologia medyczna/implanty

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miękka robotyka

obróbka przyrostowa

histologia

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DOSKONAŁA BAZA NAUKOWA - Przyszłe i Powstające Technologie (FET)

Podstawa prawna

Program: podstawa prawna finansowania badań

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Temat

Program: część programu prac Komisji wdrażającego podstawę prawną

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Podstawa prawna

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Esplorare impianti migliori per il trattamento dell’epilessia

I ricercatori testano tre materiali vecchi e uno nuovo come potenziali rivestimenti per le sonde impiantate nel tessuto cerebrale molle.

Un recente http://www.gla.ac.uk/news/headline_972292_en.html (articolo) pubblicato dall’Università di Glasgow, in Scozia, riferisce di una ricerca rivoluzionaria su materiali che permetterebbero di impiantare, in sicurezza, nuovi tipi di sonde nel cervello. Sostenuta dai progetti http://hermes-fet.eu/welcome (HERMES) e http://www.intuitive-itn.eu/ (INTUITIVE), finanziati dall’UE, questa ricerca potrebbe avvicinarci a una cura per un tipo di epilessia.

        Nel loro http://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/anbr.202200117 (studio) pubblicato su «Advanced NanoBiomed Research», alcuni ricercatori di Glasgow e i colleghi dell’Università di Modena e Reggio Emilia e dell’Istituto Italiano di Tecnologia hanno studiato nuovi rivestimenti solubili in grado di guidare l’introduzione sicura di impianti flessibili nel cervello. Raggiungere questo obiettivo consentirebbe di controllare l’epilessia del lobo temporale, un disturbo che resiste alla terapia farmacologica.

        Secondo quanto riportato, le sonde neurali per la stimolazione cerebrale profonda sono un trattamento promettente per questo tipo di epilessia. Attualmente, queste sonde sono realizzate in silicio e provocano cicatrici intorno al sito in cui vengono impiantate «a causa di una mancata corrispondenza tra la rigidità dei materiali artificiali e il tessuto molle del cervello».

        Le sonde flessibili realizzate con nuovi materiali pieghevoli potrebbero essere più adatte all’impianto nel tessuto cerebrale molle. Tuttavia, poiché una maggiore flessibilità può comportare un rischio più elevato di piegamento o rottura delle sonde quando vengono inserite nel tessuto cerebrale, è necessario risolvere questo problema prima di poterle utilizzare come impianti.

L’équipe di ricercatori ha quindi studiato quattro diversi materiali biologici come rivestimenti di rinforzo per le sonde neurali flessibili: saccarosio, maltosio e fibroina di seta, già testati in precedenti ricerche, e l’alginato, un polisaccaride naturale presente nelle alghe brune. Questi rinforzi temporanei potrebbero consentire alle sonde di raggiungere il bersaglio senza piegarsi o rompersi, per poi dissolversi al termine dell’impianto.

        Tra i quattro materiali, i ricercatori hanno scoperto che la fibroina di seta è quella che ha dato risultati migliori, aumentando la forza necessaria affinché una sonda si pieghi quando viene introdotta nel tessuto cerebrale da 0,31 millinewton (mN), per una sonda non rivestita, a 75,99 mN. Segue l’alginato, che aumenta la forza derivante dalla deformazione fino a 15 mN, mentre saccarosio e maltosio non mostrano un aumento significativo di tale forza.

        Sono stati condotti anche dei test per vedere quanto tempo impiegavano i rivestimenti a dissolversi in condizioni simili a quelle del cervello. I materiali in fibroina di seta e alginato hanno resistito più a lungo degli altri due materiali prima di dissolversi, dando di fatto ai neurochirurghi più tempo per impiantare le sonde. L’équipe ha poi testato i materiali in fibroina di seta su campioni di cervello di agnello e di ratto per ottenere maggiori informazioni su come si sarebbero comportati in cervelli simili a quello umano.

        «I test che abbiamo condotto mostrano risultati davvero promettenti per la creazione di rivestimenti destinati alle future sonde neurali flessibili, che potrebbero aiutare a guidarle in modo sicuro verso i loro obiettivi nel cervello», afferma l’autrice principale dello studio, Maria Cerezo-Sanchez dell’Università di Glasgow. «È un passo avanti entusiasmante e continuiamo a esplorare il potenziale di questi materiali per l’uso nelle procedure di impianto neurale.» Sia HERMES (Hybrid Enhanced Regenerative Medicine Systems) che INTUITIVE (INnovative Network for Training in ToUch InteracTIVE Interfaces) termineranno nel 2024.

        Per ulteriori informazioni, consultare: http://hermes-fet.eu/welcome (sito web del progetto HERMES)

        http://www.intuitive-itn.eu/ (sito web del progetto INTUITIVE)

Sulla base di informazioni relative al progetto e segnalazioni dei media

HERMES, INTUITIVE, epilessia, cervello, impianto, tessuto cerebrale, sonda neurale, rivestimento, fibroina di seta

Salute

Notizie

Articolo: notizie

Progressi scientifici

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Eccezionale accesso ai pazienti con impianti intracranici permette di intuire come si formano i ricordi

Si sa molto poco su come il cervello memorizza le informazioni per un successivo recupero e utilizzo, nonostante il fatto che questo sia fondamentale per la funzione cognitiva. Una migliore comprensione del processo potrebbe potenziare la ricerca sulla disfunzione della memoria in malattie degenerative, quali ad esempio le demenze correlate all’età.

Salute

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scienza dei dati

software

/scienze naturali/informatica e scienze dell'informazione/software

neuroscienze cognitive

/scienze naturali/scienze biologiche/neurobiologia/neuroscienze cognitive

demenza

/scienze mediche e della salute/medicina di base/neurologia/demenza

apprendimento automatico

/scienze naturali/informatica e scienze dell'informazione/intelligenza artificiale/apprendimento automatico

CORDA

Magazzino dati della ricerca RTS

Preparando la strada per gli impianti neurali wireless del futuro

Il progetto IoN, finanziato dall’UE, ha sviluppato la tecnologia di alimentazione wireless a ultrasuoni più piccola e a minor consumo energetico al mondo per gli impianti medici.

Tecnologie industriali

Salute

Notizie

Articolo: notizie

Progressi scientifici

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chirurgia

/scienze mediche e della salute/medicina clinica/chirurgia

sensori

/ingegneria e tecnologia/ingegneria elettrica, ingegneria elettronica, ingegneria informatica/ingegneria elettronica/sensori

tecnologia radio

/ingegneria e tecnologia/ingegneria elettrica, ingegneria elettronica, ingegneria informatica/ingegneria informatica/telecomunicazioni/tecnologia radio

CORDA

Magazzino dati della ricerca RTS

La somministrazione di farmaci innovativi potrebbe agevolare il trattamento della sclerosi multipla

Un cerotto dal naso al cervello può portare a trattamenti più mirati ed efficaci per la sclerosi multipla, migliorando la qualità della vita di migliaia di pazienti.

Salute

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farmaci

/scienze mediche e della salute/medicina di base/farmacologia e farmacia/farmaci

sclerosi multipla

/scienze mediche e della salute/medicina di base/neurologia/sclerosi multipla

farmacocinetica

/scienze mediche e della salute/medicina di base/farmacologia e farmacia/farmacocinetica

ictus

/scienze mediche e della salute/medicina di base/neurologia/ictus

impianti

/scienze mediche e della salute/biotecnologia medica/impianti

CORDA

Magazzino dati della ricerca RTS

Uno strumento digitale avanzato per supportare meglio le decisioni nel campo della chirurgia dell’epilessia

I ricercatori dello Human Brain Project hanno sviluppato uno strumento computazionale per localizzare con maggior precisione le regioni del cervello interessate dall’epilessia nei pazienti affetti da questa malattia. Il team sta ora utilizzando una nuova infrastruttura di ricerca digitale chiamata EBRAINS per potenziare l’accuratezza dello strumento.

Salute

Notizie

Articolo: notizie

Progressi scientifici

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/scienze naturali/informatica e scienze dell'informazione/basi di dati

rivoluzioni

/scienze sociali/scienze politiche/transizioni politiche/rivoluzioni

neuroscienze computazionali

/scienze naturali/scienze biologiche/neurobiologia/neuroscienze computazionali

robotica

/ingegneria e tecnologia/ingegneria elettrica, ingegneria elettronica, ingegneria informatica/ingegneria elettronica/robotica

CORDA

Magazzino dati della ricerca RTS

Una nuova protesi eco-trasparente permette nuovi approcci per il trattamento del cancro al cervello

Un progetto finanziato dall’UE, INTRA, ha sviluppato la prima protesi impiantabile eco-trasparente al mondo per procedure neurochirurgiche.

Salute

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Articolo: classico ed elaborato

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Progetto

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immunoterapia

/scienze mediche e della salute/medicina di base/immunologia/immunoterapia

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oncologia

/scienze mediche e della salute/medicina clinica/oncologia

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Progetto

Schede informative dei progetti

oncologia

epilessia

/scienze mediche e della salute/medicina di base/neurologia/epilessia

salute pubblica

/scienze mediche e della salute/scienze della salute/salute pubblica

HIV

/scienze mediche e della salute/scienze della salute/malattie infettive/virus a RNA/HIV

filosofia

/scienze umanistiche/filosofia, etica e religione/filosofia

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ECCELLENZA SCIENTIFICA - Tecnologie emergenti future (TEF)

Base giuridica

Programma: Base giuridica per il finanziamento della ricerca

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TEF proattive

Base giuridica

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Argomento

Programma: Parte del programma di lavoro della Commissione per l'attuazione della base giuridica

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biofisica

robotica

trattamento dei dati

/scienze naturali/informatica e scienze dell'informazione/scienza dei dati/trattamento dei dati

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ECCELLENZA SCIENTIFICA - Azioni Marie Skłodowska-Curie

Base giuridica

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Promuovere nuove competenze grazie ad una formazione iniziale di eccellenza dei ricercatori

Base giuridica

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Argomento

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Détecter l’invisible: des chercheurs trouvent un moyen de voir la lumière infrarouge

Un nouveau concept montrant comment convertir la lumière infrarouge en lumière visible ouvre la voie à une nouvelle technologie de détection à faible coût.

Une http://www.science.org/doi/10.1126/science.abk2593 (étude) récente publiée dans la revue «Science» présente une nouvelle approche de la détection de la lumière infrarouge généralement invisible. Soutenues par les projets THOR, POSEIDON, PICOFORCE et BioNet financés par l’UE, ces recherches ouvrent la voie à des détecteurs infrarouges et à des techniques spectroscopiques rentables et à grande échelle pour la surveillance des émissions de gaz à effet de serre, le suivi des cancers et la télédétection de l’univers extérieur.

Les ondes infrarouges représentent la dernière bande du spectre électromagnétique avant la lumière visible. Bien que dans la plupart des cas invisible à l’œil humain, la lumière infrarouge peut être ressentie comme de la chaleur. La lumière infrarouge moyenne: la région située au milieu de la bande infrarouge, a une fréquence comprise entre 20 et 215 térahertz, émettant une chaleur modérée par rapport aux régions de l’infrarouge proche et lointain.

Pour détecter cette faible lumière infrarouge moyenne, les scientifiques utilisent actuellement des appareils coûteux et consommant beaucoup d’énergie qui doivent être refroidis à très basse température. Pour résoudre ce problème, l’équipe de recherche soutenue par l’UE a trouvé un moyen de convertir la lumière en fréquences visibles, où elle peut être facilement et efficacement détectée et mesurée.

L’équipe a utilisé une seule couche de molécules pour piéger les multiples fréquences de la lumière infrarouge moyenne dans leurs liaisons chimiques vibrantes. Comme l’indique un http://www.sciencedaily.com/releases/2021/12/211202141433.htm (communiqué de presse) publié sur «ScienceDaily», les molécules vibrantes donnent leur énergie à la lumière visible qu’elles rencontrent, convertissant la fréquence des photons de l’infrarouge moyen en une fréquence plus élevée. Cette conversion ascendante génère des émissions lumineuses facilement détectables par les caméras actuelles à lumière visible.

Selon le communiqué de presse, le défi consistait à faire en sorte que les molécules vibrantes rencontrent la lumière visible assez rapidement. «Cela signifie que nous avons dû piéger la lumière très étroitement autour des molécules, en la comprimant dans des crevasses entourées d’or», explique l’auteur principal de l’étude, le Dr Angelos Xomalis, de l’Université de Cambridge, partenaire du projet THOR et POSEIDON et coordinateur du projet PICOFORCE.

Les chercheurs ont coincé des couches uniques de molécules entre un miroir et de minuscules morceaux d’or. «Il était difficile de piéger ces différentes couleurs de lumière en même temps, mais nous voulions trouver un moyen abordable et qui permette de produire facilement des dispositifs pratiques», observe dans le même communiqué le Dr Rohit Chikkaraddy, coauteur de l’étude et également rattaché à l’Université de Cambridge. En montrant qu’il est possible d’intégrer de tels détecteurs infrarouges sur des plaquettes de silicium, l’équipe a créé les premiers dispositifs réussis dans le domaine émergent de l’optomécanique moléculaire.

Jeremy Baumberg, professeur à l’Université de Cambridge et auteur correspondant de l’étude, décrit cette réalisation: «Cela revient à écouter des ondes sismiques lentes en les faisant entrer en collision avec une corde de violon pour obtenir un sifflement aigu facile à entendre, et cela, sans casser le violon.» Le projet THOR (TeraHertz detection enabled by mOleculaR optomechanics) prend fin en août 2022. POSEIDON (NanoPhOtonic devices applying SElf-assembled colloIDs for novel ON-chip light sources) et BioNet (Dynamical Redesign of Biomolecular Networks) se terminent en 2023, tandis que PICOFORCE (Pico-Photonic Forces at the Atomic Scale) s’achève en 2025.

Pour plus d’informations, veuillez consulter:
http://h2020thor.eu/ (site web du projet THOR)
http://poseidon-fet.eu/ (site web du projet POSEIDON)
https://cordis.europa.eu/project/id/883703/fr (projet PICOFORCE)
https://cordis.europa.eu/project/id/757850/fr (projet BioNet)

THOR, POSEIDON, PICOFORCE, BioNet, lumière, infrarouge, lumière visible, molécule, infrarouge moyen, détection

Recherche fondamentale

Actualités

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Progrès scientifiques

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Une nouvelle technique d’imagerie optique des gaz pour détecter les émissions diffuses

Un projet financé par l’UE a dévoilé une technologie de pointe en matière d’imagerie infrarouge des gaz, spécialement conçue pour détecter les émissions fugitives dans les industries chimique, gazière et pétrolière.

Technologies industrielles

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Projet

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énergie électrique

/ingénierie et technologie/génie électrique, génie électronique, génie de l’information/industrie électrotechnique/énergie électrique

capteurs optiques

/ingénierie et technologie/génie électrique, génie électronique, génie de l’information/ingénierie électronique/capteurs/capteurs optiques

charbon

/ingénierie et technologie/génie de l'environnement/énergie et combustibles/énergie fossile/charbon

gaz naturel

/ingénierie et technologie/génie de l'environnement/énergie et combustibles/énergie fossile/gaz naturel

drones

/ingénierie et technologie/génie électrique, génie électronique, génie de l’information/ingénierie électronique/robotique/robot autonome/drones

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De nouveaux télescopes accélèrent la recherche de mondes habitables à proximité d’étoiles froides

De nouvelles installations abritant trois télescopes dans le désert chilien seront bientôt à la recherche d’objets froids, notamment de planètes de la taille de la Terre en formation et en orbite autour de naines rouges. Leurs conceptions innovantes et leurs «yeux» sensibles aux infrarouges faciliteront la détection de mondes potentiellement habitables.

Recherche fondamentale

Espace

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Article: classique et amélioré

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Projet

Fiches d'information du projet

planète géante

/sciences naturelles/sciences physiques/astronomie/science planétaire/planètes/planète géante

exoplanétologie

/sciences naturelles/sciences physiques/astronomie/science planétaire/planètes/exoplanétologie

spectroscopie

CORDA

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Un capteur infrarouge utilisé dans la découverte de médicaments

Les scientifiques ont découvert une nouvelle méthode pour analyser comment des agents actifs affectent une protéine spécifique essentielle à la survie des cellules. Leur recherche permettrait de développer rapidement des médicaments ayant moins d’effets secondaires.

Santé

Actualités

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Projet

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découverte de médicaments

/sciences médicales et de la santé/médecine fondamentale/pharmacologie et pharmacie/découverte de médicaments

protéines

énergie et combustibles

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Des capteurs miniaturisés bon marché parviennent à «voir» des traces de gaz

Un projet financé par l’UE a mis au point de nouveaux composants pour capteurs miniaturisés destinés à la détection de gaz nocifs, offrant ainsi une alternative peu coûteuse et plus pratique à la technologie habituelle fonctionnant dans le spectre infrarouge. Cette technologie révolutionnaire pourrait rendre certaines procédures de sécurité abordables pour les secteurs industriel, civil et militaire.

Technologies industrielles

Résultat en bref

Article: classique et amélioré

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capteurs

composés aliphatiques

/sciences naturelles/sciences chimiques/chimie organique/composés aliphatiques

physique des lasers

/sciences naturelles/sciences physiques/optique/physique des lasers

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capteurs optiques

physique de la matière molle

/sciences naturelles/sciences physiques/physique de la matière condensée/physique de la matière molle

dispositif à semiconducteur

/sciences naturelles/sciences physiques/électromagnétisme et électronique/dispositif à semiconducteur

métalloïde

/sciences naturelles/sciences chimiques/chimie inorganique/métalloïde

nanophotonique

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EXCELLENCE SCIENTIFIQUE - Technologies futures et émergentes (FET)

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/sciences naturelles/sciences physiques/optique/optomécanique en cavité

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traitement des données

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physique des lasers

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science informatique

/sciences naturelles/informatique et science de l'information/science informatique

biocatalyse

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logiciel de simulation

/sciences naturelles/informatique et science de l'information/logiciel/logiciel d’application/logiciel de simulation

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EXCELLENCE SCIENTIFIQUE - Conseil européen de la recherche (CER)

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/sciences naturelles/sciences physiques/physique atomique

physique moléculaire et physico-chimie

/sciences naturelles/sciences physiques/physique moléculaire et physico-chimie

nanophotonique

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Impresión tridimensional de músculos artificiales en un solo paso

Los investigadores desarrollan una mano artificial neumática con una impresora 3D comercial.

Aunque los avances tecnológicos han hecho posible que los músculos artificiales se contraigan de la misma manera que lo hacen los músculos humanos, no han podido igualar la versatilidad y la gracia del movimiento que estos últimos permiten. Unos investigadores apoyados por el proyecto PROBOSCIS, financiado con fondos europeos, se han acercado un paso más a este objetivo con su novedoso diseño de músculos artificiales neumáticos impresos en tres dimensiones (3D). Su http://www.science.org/doi/10.1126/scirobotics.abn4155 (trabajo) se publicó en la revista «Science Robotics».

Llamados actuadores basados en geometría que se contraen y extienden (GRACE, por sus siglas en inglés), las estructuras similares a los músculos que crearon los investigadores pueden extenderse y contraerse según sea necesario simplemente gracias a su forma geométrica, que se asemeja a un huso con pliegues. Como se informó en un http://innovationorigins.com/en/it-only-takes-a-3d-printer-to-make-pneumatic-muscles/ (artículo) publicado en «Innovation Origins», el número y tipo de GRACE utilizados se puede elegir mediante un modelo matemático, según lo que el músculo tenga que realizar y el movimiento requerido.

«Los músculos artificiales de última generación son buenos, el problema es ensamblarlos y personalizarlos. El dispositivo que creamos ofrece un alto grado de flexibilidad, ya que la contracción y la extensión se pueden personalizar. Además, los GRACE permiten que el músculo se estire», afirma en el artículo el primer autor del estudio, el estudiante de doctorado Corrado De Pascali del Instituto Italiano de Tecnología, entidad coordinadora del proyecto PROBOSCIS.

Los GRACE se pueden fabricar en diferentes tamaños y con distintos materiales, lo que posibilita una amplia gama de movimientos realistas. «Su tamaño está limitado únicamente por la tecnología de fabricación que se utiliza», señala el investigador, esta vez en un http://www.eurekalert.org/news-releases/963161 (comunicado de prensa publicado en «EurekAlert!»). «Se pueden realizar en diferentes tamaños y podemos variar su rendimiento, tanto en términos de deformación como de resistencia, y fabricarlos con diversos materiales y tecnologías, incluso ya incorporados en las estructuras que van a fabricarse». Esto simplifica y agiliza la creación de los prototipos y la fabricación de los dispositivos neumáticos basados en músculos artificiales.

El equipo del proyecto demostró la versatilidad de sus actuadores mediante una mano neumática que se imprimió en 3D en un solo paso con una impresora 3D comercial. Con un peso de alrededor de cien gramos y un tamaño similar a una mano humana, la mano artificial consta de dieciocho GRACE de diferentes formas y tamaños. Cada dedo está formado por tres pequeños GRACE. Como se describe en el artículo de «Innovation Origins», cuando los músculos neumáticos están inflados, tiran de los tendones, lo que permite que los dedos se extiendan y flexionen. Cada dedo tiene una línea neumática autónoma, lo que permite que cada uno pueda ser desactivado por separado. Además, la muñeca tiene cuatro GRACE más grandes, dos en cada lado. Con esta disposición, la presión de solo unas décimas de bar es suficiente para doblar los dedos, rotar la muñeca o flexionar la palma.

El material elegido para la mano es la resina blanda. En el artículo de «Innovation Origins», De Pascali explica cómo la elección del material afecta al actuador: «Elegir un filamento en vez de otro cambia las fuerzas que puede ejercer un GRACE. Un material más rígido puede aguantar presiones más altas que uno más blando, por lo que puede levantar cargas mayores, de hasta más de mil veces su peso».

Como parte del proyecto PROBOSCIS (Proboscidean sensitive soft robot for versatile gripping), el equipo está desarrollando un brazo robótico inspirado en la trompa de un elefante. Según el investigador, el brazo «estará hecho de miles de GRACE, todos impresos de una sola vez».

Para más información, consulte:
http://proboscis.eu/ (Sitio web del proyecto PROBOSCIS)

Basado en información del proyecto y en artículos aparecidos en medios de comunicación

PROBOSCIS, impresión en 3D, músculo, neumático, músculo artificial, actuador, mano, robot

Economía digital

Noticias

Artículo: noticias

Avances científicos

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¿Cómo inspiran las trompas de los elefantes a los robots del mañana?

Según los científicos, las trompas de los elefantes podrían conducir a avances en robótica.

Investigación fundamental

Noticias

Artículo: noticias

Tendencias científicas

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psicología del comportamiento

/ciencias sociales/psicología/psicología del comportamiento

robótica blanda

/ingeniería y tecnología/ingeniería eléctrica, ingeniería electrónica, ingeniería de la información/ingeniería electrónica/robótica/robótica blanda

fabricación aditiva

/ingeniería y tecnología/ingeniería mecánica/ingeniería de fabricación/fabricación aditiva

histología

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Almacén de datos de IDT

Un corazón impreso en 3D para aumentar la seguridad de las intervenciones cardiacas

La cirugía cardiaca es un procedimiento delicado y complejo propenso a los errores médicos. Gracias a un nuevo simulador cardiaco tridimensional, el proyecto MedicalPhant se propone mejorar el diagnóstico, la planificación y el tratamiento previo de los pacientes antes de proceder a una cirugía cardiaca.

Salud

Resultado resumido

Artículo: Clásico y perfeccionado

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cirugía

/ciencias médicas y de la salud/medicina clínica/cirugía

modelo de negocio

/ciencias sociales/economía y empresa/gestión y empresas/modelo de negocio

enfermedad cardiovascular

/ciencias médicas y de la salud/medicina clínica/cardiología/enfermedad cardiovascular

patología

/ciencias médicas y de la salud/medicina básica/patología

fabricación aditiva

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Almacén de datos de IDT

Unos dispositivos impresos en 3D revolucionarán el estudio de las enfermedades cardiovasculares

Una empresa dedicada al desarrollo y cultivo de tejidos biológicos ha creado modelos personalizables y de aspecto natural para la modelización de enfermedades y el análisis de fármacos mediante un «software» de diseño interactivo y la impresión 3D.

Salud

Resultado resumido

Artículo: Clásico y perfeccionado

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enfermedad cardiovascular

fisiología

/ciencias médicas y de la salud/medicina básica/fisiología

accidente cerebrovascular

/ciencias médicas y de la salud/medicina básica/neurología/accidente cerebrovascular

fabricación aditiva

órgano en un chip

/ingeniería y tecnología/otras ingenierías y tecnologías/microtecnología/órgano en un chip

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Almacén de datos de IDT

COMAN+ lleva la interacción entre humanos y máquinas a un nuevo nivel

Imagine un robot humanoide capaz de ayudar a los trabajadores de una fábrica a transportar objetos pesados o asistir a pacientes en sesiones de fisioterapia. Estos robots versátiles podrían pronto hacerse realidad gracias al trabajo realizado en el proyecto financiado con fondos europeos CogIMon.

Economía digital

Tecnologías industriales

Salud

Entrevista

Artículo: Entrevistas

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sistemas de automatización y control

/ingeniería y tecnología/ingeniería eléctrica, ingeniería electrónica, ingeniería de la información/ingeniería electrónica/sistemas de automatización y control

fisioterapia

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sistemas dinámicos

/ciencias naturales/matemáticas/matemáticas aplicadas/sistemas dinámicos

robots autónomos

/ingeniería y tecnología/ingeniería eléctrica, ingeniería electrónica, ingeniería de la información/ingeniería electrónica/robótica/robots autónomos

mecatrónica

/ingeniería y tecnología/ingeniería mecánica/mecatrónica

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Un paso más cerca de los implantes auditivos a base de colágeno e imprimibles en tres dimensiones

Se ha desarrollado un novedoso audífono imprimible en tres dimensiones (3D) con materiales inspirados en los huesecillos del oído que supone la evolución de una nueva generación de audífonos.

Salud

Resultado resumido

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/ingeniería y tecnología/biotecnología ambiental/biorremediación/biorreactor

compuestos

/ingeniería y tecnología/ingeniería de materiales/compuestos

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fabricación aditiva

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/ciencias médicas y de la salud/biotecnología médica/implantes

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CIENCIA - Tecnologías Futuras y Emergentes (FET)

Fundamento jurídico

Programa: fundamento jurídico para la financiación de investigación

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Programa: parte del programa de trabajo de la Comisión para aplicar el fundamento jurídico

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Fundamento jurídico

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Des nouvelles du projet EVO-NANO: une plateforme d’intelligence artificielle pour un traitement sur mesure du cancer

Lorsque le projet EVO-NANO a pris fin en mars 2022, il avait mis au point une plateforme de pointe capable de cultiver et de traiter des tumeurs virtuelles. Près d’un an plus tard, la plateforme fait l’objet de mises à niveau visant à élargir son utilisation.

La plateforme de calcul construite par le projet EVO-NANO (Evolvable platform for programmable nanoparticle-based cancer therapies), financé par l’UE, comprend un moteur d’apprentissage automatique qui optimise automatiquement la conception de nanoparticules pour le traitement du cancer. Les nanoparticules sont prometteuses pour la recherche sur le cancer, car elles rendent le diagnostic plus précis. Qui plus est, elles peuvent être utilisées pour administrer des médicaments aux cellules cancéreuses.

«Les simulations nous permettent de tester très rapidement de nombreux traitements et pour une grande variété de tumeurs», commente le Dr Igor Balaz, coordinateur du projet à l’université de Novi Sad en Serbie. «Contrairement à d’autres solutions d’intelligence artificielle, nous pouvons expliquer pourquoi nous constatons l’effet observé.»

Après le développement initial, l’équipe d’EVO-NANO s’est attachée à normaliser la plateforme. Au départ, elle était uniquement destinée aux nanoparticules, mais elle peut désormais simuler l’effet de toute entité chimique sur une tumeur. «Cela rend la plateforme plus puissante et ouvre de nombreuses possibilités d’applications commerciales», déclare le Dr Balaz. «Après avoir eu des discussions approfondies avec plusieurs sociétés pharmaceutiques et hôpitaux, nous avons réalisé que la meilleure façon d’avancer était de se concentrer sur l’utilisation de notre plateforme pour optimiser les essais cliniques.»

L’objectif ultime est d’utiliser la plateforme en médecine personnalisée. Le Dr Balaz envisage la création d’une plateforme de simulation permettant aux médecins d’évaluer rapidement et de manière fiable l’efficacité d’un traitement médicamenteux pour chaque patient atteint d’un cancer, en s’appuyant sur des preuves de haute qualité. Il poursuit: «En conséquence, les médecins seront en mesure de recommander non seulement le médicament susceptible d’être efficace pour un groupe de patients, mais aussi le médicament exact qui serait efficace pour ce patient, à quel moment, dans quelle séquence et à quelle dose; c’est-à-dire un médicament réellement adapté à chaque patient.»

Le financement de l’UE a été essentiel non seulement pour la création de la plateforme initiale, mais aussi pour la validation expérimentale approfondie de ses résultats de simulation. «La validation expérimentale nous a vraiment fourni un bon point de départ pour concevoir un produit commercial», conclut le Dr Balaz. «Cela ne serait pas possible sans la contribution de l’UE.»

Dans le prolongement d’EVO-NANO, le Dr Balaz fait partie d’un consortium qui prépare une proposition pour le programme de transition du Conseil européen de l’innovation (CEI), qui permet de faire passer les technologies de pointe du laboratoire au marché. Pour en savoir plus sur le transfert de technologie et l’entrepreneuriat, ils ont participé à plusieurs formations et ateliers intensifs organisés par le CEI.

D’après les informations communiquées par les projets

EVO-NANO, cancer, nanoparticule, tumeur, médicament, patient, médecin, traitement, plateforme d’intelligence artificielle

Santé

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cellule souche

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cancer colorectal

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nanomatériaux

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Ein besseres Verständnis des menschlichen Gehirns

EU-finanzierte Forschung entwickelt ein 3D-Modell des menschlichen Hippocampus in Originalgröße.

Die im Rahmen der EU-finanzierten Projekte http://www.humanbrainproject.eu/en/ (HBP SGA3) und https://cordis.europa.eu/project/id/800858/de (ICEI) tätigen Forschenden haben ein neues Modell der Region Cornus Ammonis-1 (CA1) des menschlichen Hippocampus der rechten Gehirnhälfte in hoher Auflösung erstellt. Laut der in der Fachzeitschrift „Nature Computational Science“ veröffentlichten http://www.nature.com/articles/s43588-023-00417-2 (Studie) könnte diese Berechnungsmethode auch zur Erstellung von maßstabsgetreuen Gerüstmodellen anderer menschlicher Hirnregionen auf der Grundlage von Mikroskopie-Aufnahmen verwendet werden.

Das Modell bildet die Struktur und Architektur der CA1-Region sowie die Position und relative Konnektivität der Neuronen nach. Es wurde auf Grundlage eines vollständigen Datensatzes hochauflösender Bilder entwickelt, der im http://bigbrainproject.org/ (BigBrain-Atlas) zu finden ist und demnächst auf http://ebrains.eu/ (EBRAINS), einer vom Human Brain Project geschaffenen digitalen Forschungsinfrastruktur, zur Verfügung stehen wird.

„Die Menge der verfügbaren Daten über einzelne Neuronen des menschlichen Gehirns ist sehr begrenzt, sowohl im Hinblick auf die relativen 3D-Koordinaten als auch auf die Vernetzung der Neuronen untereinander“, erklärt der Hauptautor der Studie, Prof. Michele Migliore vom HBP SGA3 und ICEI-Projektpartner National Research Council, Italien, in einer http://www.humanbrainproject.eu/en/follow-hbp/news/2023/03/24/human-brain-project-researchers-develop-new-full-scale-3d-structural-model-human-hippocampus/ (Pressemitteilung) auf der Website des Human Brain Projects. „Wir haben eine Data-Mining-Operation an hochauflösenden Bildern des menschlichen Hippocampus durchgeführt, die aus der BigBrain-Datenbank stammen. Die Position der einzelnen Neuronen wurde aus einer umfassenden Analyse dieser Bilder abgeleitet.“

Der eigens entwickelte Bildverarbeitungsalgorithmus ermöglicht eine realistische Verteilung der Positionierung der Neuronen. Wie in der Meldung dargelegt, wurde auch ein Algorithmus entwickelt, der die neuronale Konnektivität durch Annäherung der Dendriten- und Axonformen erzeugt. „Dendriten und Axone können je nach der allgemeinen Form ihrer Fortsätze in Kategorien eingeteilt werden: Einige passen beispielsweise in schmale Kegel, andere haben eine breite, komplexe Ausdehnung, die durch spezielle geometrische Volumina angenähert werden kann, und die Vernetzung mit nahegelegenen Neuronen ändert sich entsprechend“, erklärt eine weitere Erstautorin, Dr. Daniela Gandolfi vom HBP SGA3 und ICEI-Projektpartner Universität Pavia, Italien. „Unser Algorithmus wertet hochauflösende Bilder aus und ermöglicht es uns, nach der Erstellung spezifischer geometrischer Formen, die mit morphologischen Eigenschaften verbunden sind, die Wahrscheinlichkeit zu berechnen, dass zwei Neuronen miteinander verbunden sind. Das Verfahren liefert nicht nur die räumliche Positionierung der Neuronen, sondern auch ihre Vernetzungen.“

Um das 3D-Modell zu validieren, verglichen die Forschenden die Dichte der Neuronen im Modell mit aktuellen Studien zum Hippocampus und stellten fest, dass sie übereinstimmen. Sowohl der Datensatz als auch die Extraktionsmethodik befinden sich auf der EBRAINS-Plattform. „Unser Hauptanliegen bei dieser Studie war es, die Daten für das HBP und die breitere neurowissenschaftliche Gemeinschaft verfügbar zu machen. Wir verwenden nun den gleichen Ansatz, um andere Hirnregionen zu modellieren.“ HBP SGA3 (Human Brain Project Specific Grant Agreement 3) und ICEI (Interactive Computing E-Infrastructure for the Human Brain Project) enden im September 2023.

Weitere Informationen:
http://www.humanbrainproject.eu/en/ (Human Brain Project-Website)
http://ebrains.eu/ (EBRAINS-Website)

Gestützt auf Projektinformationen und Medienberichte

HBP SGA3, ICEI, Human Brain Project, HBP, Mensch, Gehirn, Hippocampus, Neuron

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Virtuelles Werkzeug zur Epilepsiebehandlung

Ein mit Unterstützung der EU entwickeltes personalisiertes Verfahren zur Modellierung des Gehirns zeigt vielversprechende Ergebnisse bei der Ermittlung von anfallsverursachenden Bereichen im Hirn.

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Taufliegen: winzig, aber verblüffend intelligent

Taufliegengehirne vollbringen Dinge, die wir normalerweise nur Säugetieren zutrauen. Einer neuen Studie zufolge sind diese Winzlinge unter den Insekten mit Fähigkeiten wie Aufmerksamkeit, Arbeitsgedächtnis und Bewusstsein ausgestattet.

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Die Hirnforschung durch quelloffene Software begünstigen

Eine neue quelloffene Software für die Simulation und Analyse von Netzwerkmodellen des Gehirns schwächt durch die Gehirnsimulation als Cloud-Dienst Hürden der Hirnforschung ab.

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Kartierung des menschlichen Gehirns für ein besseres Verständnis von dessen Funktionen und Erkrankungen

Eine Forschungsgruppe entwickelte einen dreidimensionalen Atlas des Gehirns, der Daten über dessen verschiedene Funktionen miteinander verknüpft.

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Optimierte Gehirnsimulation für alle

Egal ob auf einem Laptop oder Supercomputer, die Wissenschaft zu neuronalen Netzwerken hat jetzt Zugang zu einem fortschrittlichen Gehirnsimulator dank einer europaweiten digitalen Forschungsinfrastruktur.

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Wegbereiter für drahtlose Neuroimplantate der Zukunft

Im EU-finanzierten Projekt IoN wurde die kleinste drahtlose Energieversorgungstechnologie mit dem geringsten Stromverbrauch auf Ultraschallbasis für medizinische Implantate entwickelt.

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/Technik und Technologie/Elektrotechnik, Elektronik, Informationstechnik/Informationstechnik/Telekommunikation/Funktechnologie

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Die Zukunft der digitalen Neurowissenschaft vorhersagen

Ein kürzlich veröffentlichtes Positionspapier widmet sich der Entwicklung der digitalen Neurowissenschaft, wo sie heute steht und welche Fortschritte in den kommenden 10 Jahren zu erwarten sind.

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Software

Ökosystem

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Von der Maus zum Menschen: Erforschung von Autismus mithilfe von winzigen Modellen des menschlichen Gehirns

Forschende mit EU-Unterstützung sind mithilfe von vereinfachten Miniaturmodellen des menschlichen Gehirns der Frage nachgegangen, wie Mutationen in einem Hochrisiko-Gen für Autismus die Hirnentwicklung beeinflussen.

Gesundheit

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Krisenmanagement

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/Naturwissenschaften/Informatik und Informationswissenschaften/künstliche Intelligenz/maschinelles Lernen

Toxikologie

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Neurobiologie

Mutation

Pathologie

Amine

Neurologie

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Neurobiologie

Datenwissenschaften

Software

Informatik

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Thema

Programm: Teil des Arbeitsprogramms der Kommission zur Durchführung der Rechtsgrundlage

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WISSENSCHAFTSEXZELLENZ - Forschungsinfrastrukturen

Rechtsgrundlage

Programm: Rechtsgrundlage für die Forschungsfinanzierung

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Detección de lo invisible: unos investigadores descubren la forma de ver la luz infrarroja

Un concepto novedoso que muestra cómo convertir la luz infrarroja en luz visible abre la puerta a una nueva tecnología de detección de bajo coste.

En un http://www.science.org/doi/10.1126/science.abk2593 (estudio) reciente publicado en la revista científica «Science», se presenta un nuevo método de detección de la luz infrarroja que, por lo general, suele ser invisible. La investigación, respaldada por los proyectos financiados con fondos europeos THOR, POSEIDON, PICOFORCE y BioNet, allana el terreno a detectores de infrarrojos a gran escala y a técnicas espectroscópicas rentables para la vigilancia de emisiones de gases de efecto invernadero, el seguimiento de neoplasias malignas y la teledetección del universo exterior.

Las ondas infrarrojas están en la última banda del espectro electromagnético antes de llegar a la luz visible. A pesar de que, en la mayoría de los casos, la luz infrarroja es invisible al ojo humano, puede sentirse en forma de calor. La luz infrarroja media (la región del espectro que está en la parte media de la banda infrarroja) tiene un rango de frecuencia de entre 20 y 215 terahercios y emite un calor moderado en comparación con las regiones infrarrojas cercana y lejana.

Hoy en día, para detectar esta luz infrarroja media débil, los científicos utilizan unos dispositivos caros y de gran consumo energético que deben enfriarse hasta temperaturas criogénicas. Para solucionar este problema, el equipo de investigación respaldado por la Unión Europea encontró una forma de convertir esta luz en frecuencias visibles que se puedan detectar y medir de forma fácil y eficaz.

El equipo utilizó una sola capa de moléculas para retener la luz infrarroja media dentro de sus enlaces químicos vibratorios. Tal y como se explica en una http://www.sciencedaily.com/releases/2021/12/211202141433.htm (nota de prensa) publicada en «ScienceDaily», estas moléculas vibratorias donan su energía a la luz visible que encuentran, de forma que convierten la frecuencia de los fotones infrarrojos medios a una frecuencia más alta. Esta conversión ascendente genera emisiones de luz que pueden ser fácilmente detectadas mediante las cámaras de luz visible actuales.

Según la nota de prensa, el desafío fue asegurarse de que las moléculas vibratorias coincidieran con la luz visible con suficiente rapidez. «Esto significó que tuvimos que atrapar la luz con mucha fuerza alrededor de las moléculas, haciéndola entrar por grietas rodeadas de oro», explica el doctor Angelos Xomalis, primer autor del estudio de la Universidad de Cambridge, entidad socia de los proyectos THOR y POSEIDON y coordinadora del proyecto PICOFORCE.

Los investigadores intercalaron capas moleculares individuales entre un espejo y trozos diminutos de oro. «Fue difícil atrapar estos diferentes colores de luz al mismo tiempo, pero queríamos encontrar una forma que no fuera cara y que pudiera producir fácilmente dispositivos prácticos», señala el doctor Rohit Chikkaraddy, coautor del estudio de la Universidad de Cambridge, en la misma nota de prensa. Al mostrar que es posible integrar este tipo de detectores de infrarrojos en obleas de silicio, el equipo creó los primeros dispositivos eficaces en el campo emergente de la optomecánica molecular.

Jeremy Baumberg, catedrático de la Universidad de Cambridge y autor de correspondencia del estudio describe este logro: «Es como escuchar ondas sísmicas de ondulación lenta chocando con la cuerda de un violín para obtener un silbido alto que sea fácil de escuchar y sin romper el violín». El proyecto THOR (TeraHertz detection enabled by mOleculaR optomechanics) acaba en agosto de 2022. POSEIDON (NanoPhOtonic devices applying SElf-assembled colloIDs for novel ON-chip light sources) y BioNet (Dynamical Redesign of Biomolecular Networks) finalizarán en 2023, mientras que PICOFORCE (Pico-Photonic Forces at the Atomic Scale) lo hará en 2025.

Para más información, consulte:
http://h2020thor.eu/ (Sitio web del proyecto THOR)
http://poseidon-fet.eu/ (Sitio web del proyecto POSEIDON)
http://cordis.europa.eu/project/id/883703/es (Sitio web del proyecto PICOFORCE)
http://cordis.europa.eu/project/id/757850/es (proyecto BioNet)

THOR, POSEIDON, PICOFORCE, BioNet, luz, infrarrojo, luz visible, molécula, infrarrojo medio, detección

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Nuevo sistema de detección óptica de gases para localizar emisiones difusas

Un proyecto financiado con fondos europeos ha presentado una tecnología avanzada de detección de gases por infrarrojos diseñada específicamente para detectar emisiones fugitivas en las industrias química, gasística y petrolera.

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Una nueva generación de telescopios impulsa la búsqueda de mundos habitables junto a estrellas frías

Un nuevo centro de observación con tres telescopios empezará a buscar diferentes objetos en el cosmos; entre ellos, planetas en formación y de tamaño similar a la Tierra que estén cera de enanas rojas. El centro, ubicado en el desierto de Chile, empezará a funcionar dentro de poco. Su diseño innovador y con capacidad de observación en el infrarrojo ayudará a detectar mundos potencialmente habitables.

Investigación fundamental

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Un sensor de infrarrojos como nueva herramienta para el descubrimiento de fármacos

Los científicos han descubierto un nuevo método para analizar cómo afectan los agentes activos a una proteína específica esencial para la supervivencia celular. Su investigación podría contribuir al desarrollo rápido de fármacos con menos efectos secundarios.

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Sensores miniaturizados de bajo coste para «ver» los oligogases

Un proyecto financiado con fondos europeos desarrolló nuevos componentes para sensores miniaturizados para la detección de gases nocivos, lo que proporciona una alternativa más práctica y de bajo coste a la tecnología convencional que funciona en el espectro de la luz infrarroja. Esta tecnología revolucionaria podría hacer asequible la seguridad en los sectores industrial, civil y militar.

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CIENCIA - Tecnologías Futuras y Emergentes (FET)

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CIENCIA EXCELENTE - Consejo Europeo de Investigación (CEI)

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Les drosophiles, minuscules mais étonnamment intelligentes

Le cerveau des drosophiles est capable de choses normalement uniquement associées aux mammifères. Selon une nouvelle étude, ces minuscules insectes possèdent des capacités d’attention, de mémoire de travail et de conscience.

Le cerveau d’une drosophile aurait-il des choses en commun avec celui d’un humain? Notre premier réflexe est de rire de cette idée: après tout, il semble ridicule de comparer notre cerveau humain évolué à celui d’un minuscule insecte. Pourtant, indépendamment de leur taille, il s’avère que les cerveaux des animaux fonctionnent de manière similaire, comme l’a récemment démontré une http://www.nature.com/articles/s41586-022-04433-6 (étude) soutenue par le projet HBP SGA3, financé par l’UE.

Publiée dans la revue «Nature», l’étude montre que les drosophiles (Drosophila melanogaster) possèdent des capacités cognitives plus avancées que ce que les scientifiques pensaient auparavant. Les chercheurs ont découvert que les drosophiles sont capables d’attention, de mémoire de travail et de conscience: des capacités que nous n’associons habituellement qu’aux mammifères. En associant un comportement de réalité virtuelle à des manipulations neurogénétiques et à l’imagerie cérébrale in vivo, ils ont observé la formation, la distraction et l’éventuelle disparition d’une trace mnésique dans le cerveau des drosophiles.

«Malgré l’absence de similitude anatomique évidente, cette recherche met en évidence notre fonctionnement cognitif quotidien, c’est-à-dire ce à quoi nous prêtons attention et la manière dont nous le faisons», note l’auteur principal de l’étude, le professeur Ralph Greenspan, du Kavli Institute for Brain and Mind (KIBM) à l’université de Californie de San Diego, dans un http://ucsdnews.ucsd.edu/pressrelease/flies-possess-more-sophisticated-cognitive-abilities-than-previously-known (article) publié sur le site web de l’université. «Comme tous les cerveaux ont évolué à partir d’un ancêtre commun, nous pouvons établir des correspondances entre les régions cérébrales des mouches et des mammifères à partir des caractéristiques moléculaires et de la façon dont nous stockons nos souvenirs.»

Pour étudier le comportement de la drosophile, les chercheurs ont construit un environnement virtuel immersif composé d’une arène panoramique offrant une stimulation visuelle et d’un laser infrarouge faisant office de stimulus thermique aversif. Les mouches étaient attachées, mais pouvaient battre librement des ailes. Elles ont eu l’illusion de voler sans aucune contrainte grâce à la réalité virtuelle constamment mise à jour à l’aide de caméras de vision artificielle en temps réel qui suivaient les mouvements de leurs ailes.

Les chercheurs ont utilisé des tâches de conditionnement dans lesquelles les mouches pouvaient soit s’éloigner d’une image associée à un stimulus thermique indésirable (un T vertical), soit s’orienter vers une autre image non associée à la chaleur (un T inversé). Deux types de conditionnement ont été testés: le conditionnement retardé et le conditionnement par trace. Dans le cas du conditionnement retardé, la stimulation visuelle empiétait temporellement sur le stimulus thermique, et se terminait en même temps. Dans le cas du conditionnement par trace, la chaleur était délivrée 5 à 20 secondes après l’affichage et le retrait du stimulus visuel. Dans l’intervalle, les mouches conservaient une trace du stimulus visuel dans leur cerveau.

Le suivi de l’activité calcique en temps réel a permis à l’équipe d’enregistrer la formation et la durée des souvenirs vivants des mouches. Lorsqu’une distraction sous la forme d’un léger souffle d’air a été introduite, la mémoire visuelle s’est effacée plus rapidement dans le cerveau des mouches.

«Ces travaux démontrent non seulement que les mouches sont capables de cette forme supérieure de conditionnement de traces, que l’apprentissage peut être distrait comme chez les mammifères et les humains, mais aussi que l’activité neuronale qui sous-tend ces processus d’attention et de mémoire de travail chez la mouche présente une similitude remarquable avec celle des mammifères», déclare l’auteur principal de l’étude, le Dr Dhruv Grover, également du KIBM. «Ce travail démontre que la drosophile peut servir de modèle puissant pour l’étude des fonctions cognitives supérieures. En d’autres termes, la mouche continue de nous surprendre par son intelligence.» Le projet HBP SGA3 (Human Brain Project Specific Grant Agreement 3) prendra fin en 2023.

Pour plus d’informations, veuillez consulter:
https://www.humanbrainproject.eu/en/ (site web du projet HBP SGA3)

HBP SGA3, cerveau, mouche, drosophiles, mammifère, mémoire, conditionnement

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Apporter un éclairage sur le cerveau humain

Des chercheurs soutenus par l’UE ont mis au point un modèle 3D à taille réelle de l’hippocampe humain.

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Un outil virtuel pour traiter l’épilepsie

Une technique de modélisation personnalisée du cerveau, mise au point avec le soutien de l’UE, s’avère prometteuse pour détecter les zones du cerveau susceptibles de provoquer des crises d’épilepsie.

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Faciliter la recherche sur le cerveau à l’aide d’un logiciel libre

Un nouveau logiciel libre de simulation et d’analyse de modèles de réseaux cérébraux réduit les obstacles à la recherche sur le cerveau, par la simulation du cerveau en tant que service cloud.

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Le langage est-il la porte d’entrée vers les secrets du cerveau?

L’informaticien théoricien Christos Papadimitriou présente ses idées sur le rôle du langage dans la compréhension du cerveau à l’occasion du 7e Summit & Open Day (sommet et journée portes ouvertes) du Human Brain Project. CORDIS y a assisté.

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Associant neurosciences et informatique, le Human Brain Project dévoile les secrets du cerveau

Programme européen phare, le Human Brain Project (HBP) adopte les avancées en matière de TIC et regroupe des ressources et des compétences en neurosciences et en neuromédecine. Cette vision unifiée du cerveau bénéficiera à la fois aux personnes et à la technologie.

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Cartographier le cerveau humain pour une meilleure compréhension de ses fonctions et des maladies qui le touchent

Une équipe de scientifiques a développé un atlas 3D du cerveau qui relie des données concernant ses différentes caractéristiques.

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Brainstorming à Athènes dans le cadre du Human Brain Project

Le 7 sommet du Human Brain Project s’est ouvert à Athènes le 3 février 2020 pour une semaine d’informations incroyables dédiées à la recherche sur l’organe le plus complexe du corps. CORDIS y a assisté.

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La simulation cérébrale optimisée accessible à tous

Sur un ordinateur portable ou un supercalculateur, les scientifiques qui étudient les réseaux neuronaux ont désormais accès à un simulateur de cerveau amélioré grâce à une infrastructure de recherche numérique paneuropéenne.

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Anticiper l’avenir des neurosciences numériques

Un article récemment publié examine la manière dont les neurosciences numériques se sont développées, où elles en sont aujourd’hui et les avancées envisagées pour les dix prochaines années.

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Déboulonner le mythe de la sensibilité magnétique de la drosophile

Il s’agit d’un faux positif, affirment des chercheurs soutenus par l’UE, qui ont reproduit des études affirmant que le champ magnétiques affectait les drosophiles et n’ont trouvé aucune preuve d’un comportement sensible au magnétisme.

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EXCELLENCE SCIENTIFIQUE - Technologies futures et émergentes (FET)

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Promouvoir l’excellence de la recherche et de l’innovation dans les technologies quantiques

L’initiative QuantERA annonce les 24 lauréats de l’appel à propositions 2023 qui bénéficieront d’un financement pour leurs recherches sur les technologies quantiques.

Le réseau QuantERA a révélé le nom des lauréats de son appel à propositions de recherche 2023 dans le domaine de la technologie quantique (TQ). Le financement reçu permettra aux 24 consortiums de projets lauréats d’étudier de nouvelles idées de recherche susceptibles d’apporter des changements révolutionnaires dans des domaines qui vont de la médecine à la météorologie en passant par les services bancaires et les télécommunications.

Lancé en 2014, le programme QuantERA est un réseau européen de premier plan qui regroupe des organismes publics de financement de la recherche de 31 pays. Il a créé pour soutenir l’excellence de la recherche et de l’innovation dans le domaine des TQ. Le programme se poursuit actuellement dans le cadre du projet http://quantera.eu/ (QuantERA II) financé par l’UE, qui s’appuie sur les succès de son prédécesseur, le programme QuantERA I (2016-2022). QuantERA II répond au besoin croissant d’efforts collaboratifs et de régimes de financement communs dans le domaine hautement interdisciplinaire de la TQ.

L’appel à propositions QuantERA 2023 a été lancé par 35 organismes de financement de 28 pays. Les 24 propositions soumises par 122 équipes de recherche internationales ont été sélectionnées parmi 101 propositions soumises par 486 équipes. Les projets retenus, qui bénéficieront d’un financement total de plus de 29 millions EUR, porteront sur deux thèmes: les phénomènes et ressources quantiques (QPR pour quantum phenomena and resources) et les sciences quantiques appliquées (AQS pour applied quantum science). Les QPR se consacrent à la mise place des fondements de la TQ du futur et les AQS à la transposition des effets quantiques et des concepts établis dans la science quantique en applications technologiques et au développement de nouveaux produits. Les domaines de recherche concernés sont: la communication quantique, la simulation quantique, le calcul quantique, les sciences de l’information quantique et la métrologie, la détection et l’imagerie quantiques.

Considérant que la nature hautement interdisciplinaire de la recherche sur la TQ ne permet pas de la confiner à une institution ou à un État particulier, le programme QuantERA se concentre sur les efforts de collaboration et le financement. Par conséquent, les 15 projets liés aux QPR, coordonnés par des institutions basées en République tchèque, au Danemark, en Allemagne, en Espagne, en France, en Croatie, en Lettonie, au Luxembourg, en Pologne et en Slovaquie, sont financés par des organismes de Belgique, de Croatie, de République tchèque, du Danemark, de Finlande, de France, d’Allemagne, d’Italie, de Lettonie, de Pologne, de Slovénie, d’Espagne, de Suède et de Suisse. Le financement des neuf projets liés à aux AQS et coordonnés par des institutions basées en Autriche, en Finlande, en Israël, aux Pays-Bas, en Pologne, en Espagne et au Royaume-Uni (RU), émane d’organismes situées en Allemagne, en Autriche, au Danemark, en Espagne, en Finlande, en France, en Hongrie, en Israël, en Lituanie, aux Pays-Bas, en Pologne, en Suisse, en République tchèque, en Turquie et au Royaume-Uni.

«L’appel QuantERA 2023 a enregistré de très nombreuses propositions de grande qualité, tant dans le domaine fondamental des «phénomènes et ressources quantiques» que dans le domaine translationnel des «sciences quantiques appliquées», déclare le coordinateur scientifique du programme QuantERA, le professeur Konrad Banaszek, dans un article publié sur le http://quantera.eu/results-of-the-quantera-call-2023/ (site web) de QuantERA. «La liste des projets financés illustre clairement le potentiel spectaculaire de la science et de la technologie quantiques à proposer de nouvelles idées de recherche passionnantes et à identifier les moyens de transposer les résultats scientifiques en applications technologiques et en développement de nouveaux produits. Le programme QuantERA est un mécanisme de financement unique par sa capacité à soutenir les efforts de recherche collaborative qui combinent l’expertise des disciplines scientifiques traditionnelles disponibles en Europe et au-delà.»

QuantERA a également participé à l’organisation de la http://quantera.eu/conference-on-qt-madrid_2023/ (conférence sur les technologies quantiques en Europe) qui s’est tenue à Madrid les 22 et 23 novembre 2023 dans le cadre de la présidence espagnole du Conseil de l’UE. La conférence a offert aux chercheurs, aux gestionnaires et aux praticiens de la TQ l’opportunité de partager leurs connaissances et de discuter des défis auxquels est confronté le développement de l’enseignement de la TQ en Europe. Le projet QuantERA II (QuantERA II ERA-NET Cofund in Quantum Technologies) s’achèvera en 2026.

Pour plus d’informations, veuillez consulter:
http://quantera.eu/ (site web du projet QuantERA)

QuantERA II, quantique, technologie quantique, appel à propositions, recherche, recherche et innovation

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Des nanofils très sensibles pour détecter les faisceaux d’ions

Des chercheurs soutenus par l’UE montrent comment des détecteurs à nanofils supraconducteurs peuvent détecter efficacement des ions de protéines uniques à des énergies à faible impact.

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Un commutateur optique sans chaleur fait progresser la technologie de l’informatique quantique

Une nouvelle méthode de contrôle des photons uniques sans production de chaleur permet l’intégration de commutateurs optiques et de détecteurs de photons uniques dans une seule puce.

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Alice envoie des informations quantiques à Charlie

Des scientifiques ont réalisé une téléportation dans un réseau quantique à trois nœuds, un élément majeur des futures constructions de réseaux quantiques.

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Des transistors ordinaires ouvrent la voie à la fabrication à grande échelle d’ordinateurs quantiques

En utilisant des transistors comme qubits, des chercheurs soutenus par l’UE ont franchi une étape importante vers la fabrication industrielle de processeurs quantiques.

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Un bond en avant vers les diodes supraconductrices

Des chercheurs ont trouvé un moyen de former des diodes à partir de supraconducteurs. Fonctionnant à des températures beaucoup plus basses que les diodes à semi-conducteurs, ces nouveaux dispositifs pourraient être utilisés dans les technologies quantiques.

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Un nouveau semi-métal fait mouche dans le domaine quantique

La découverte de la nature exceptionnellement pure d’un nouveau semi-métal jette les bases d’une nouvelle classe de matériaux quantiques susceptibles d’ouvrir la voie à de nouvelles et puissantes technologies quantiques.

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S’amuser deux fois plus en combinant des supercalculateurs avec des simulations quantiques

Un modèle hybride intégrant deux simulateurs quantiques dans deux supercalculateurs ouvre la voie à l’ère post-exaflopique.

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