Künstliche Muskeln aus dem 3D-Drucker in nur einem Arbeitsschritt

Forschende entwickeln mit einem kommerziellen 3D-Drucker eine pneumatische künstliche Hand.

Künstliche Muskeln sind dank technologischer Fortschritte inzwischen so weit, dass sie sich fast völlig wie menschliche Muskeln zusammenziehen können. Doch um die Vielseitigkeit und Eleganz der natürlichen menschlichen Bewegung zu erreichen, fehlt noch einiges. Mit Unterstützung des EU-finanzierten Projekts PROBOSCIS ist ein Forschungsteam diesem Ziel mit einem neuen Design für 3D-gedruckte pneumatische künstliche Muskeln einen Schritt näher gekommen. Ihre http://www.science.org/doi/10.1126/scirobotics.abn4155 (Arbeit) wurde in der Fachzeitschrift „Science Robotics“ veröffentlicht.

Die Forschenden erfanden die sogenannten GeometRy-based Actuators that Contract and Elongate (GRACEs). Diese muskelähnlichen Strukturen sind dank ihrer geometrischen Form, die einer Spindel mit Falten ähnelt, in der Lage, sich nach Belieben zu dehnen und zusammenzuziehen. Laut einem http://innovationorigins.com/en/it-only-takes-a-3d-printer-to-make-pneumatic-muscles/ (Artikel) auf „Innovation Origins“ lässt sich die Anzahl und Art der eingesetzten GRACEs durch ein mathematisches Modell jeweils danach festlegen, welche Aufgabe der Muskel erfüllen soll und welche Bewegung dafür nötig ist.

Personalisierte Muskelkontraktion und -dehnung

„Moderne künstliche Muskeln arbeiten sehr gut, sind jedoch beim Zusammenbau und bei der individuellen Anpassung problematisch. Unsere Vorrichtung bietet große Flexibilität, da das Zusammenziehen und Dehnen personalisiert werden kann. Zudem ermöglichen GRACEs das Durchstrecken des Muskels“, sagt in diesem Artikel der Erstautor der Studie, Corrado De Pascali, Promovend beim PROBOSCIS-Projektkoordinator, dem Istituto Italiano di Tecnologia.

GRACEs können in unterschiedlichen Größen und mit unterschiedlichem Material hergestellt werden, um eine breite Palette von lebensnahen Bewegungen zu unterstützen. „Die Größe ist lediglich durch die eingesetzte Herstellungstechnik beschränkt“, wird der Forscher in einer http://www.eurekalert.org/news-releases/963161 (Pressemitteilung auf „EurekAlert!“) zitiert. „Sie sind in verschiedenen Größen ausführbar. Zudem können wir ihre Leistungsfähigkeit hinsichtlich der Verformung und Kraft variieren und sie mit verschiedenen Materialien und Technologien herstellen – sogar mit Vorintegration in die Strukturen, die gefertigt werden sollen.“ Das beschleunigt und vereinfacht die Prototypisierung und Herstellung von benötigten Vorrichtungen, die auf diesen pneumatischen künstlichen Muskeln basieren.

Das Projektteam demonstrierte die Vielseitigkeit der GRACE-Aktuatoren an einer pneumatischen 3D-gedruckten Hand, die von einem kommerziellen 3D-Drucker in nur einem Schritt gefertigt wurde. Diese künstliche Hand mit einem Gewicht von rund 100 Gramm und einer Größe, die in etwa der menschlichen Hand entspricht, besteht aus 18 GRACEs von unterschiedlicher Form und Größe. Jeder Finger setzt sich jeweils aus drei kleinen GRACEs zusammen. Wie der Artikel von „Innovation Origins“ beschreibt, üben die pneumatischen Muskeln im aufgeblasenen Zustand eine Zugkraft auf die Sehnen aus, wodurch sich die Finger öffnen und schließen können. Da jeder Finger über eine eigene pneumatische Leitung verfügt, lässt sich auch jeder einzelne separat deaktivieren. Das Handgelenk umfasst zudem vier größere GRACES – jeweils zwei pro Seite. Dank dieser Anordnung genügen schon einige Zehntel Bar Druck, um die Finger zu beugen oder das Handgelenk oder die Handfläche zu drehen.

Als Material für die Hand wird Weichharz verwendet. De Pascali erklärt im Artikel von „Innovation Origins“, inwieweit sich die Wahl des Materials auf den Aktuator auswirkt: „Je nach Filament unterscheiden sich auch die Kräfte, die ein GRACE ausüben kann. Ein steiferes Material kann einem höheren Druck standhalten als ein weicheres und daher auch höhere Lasten von bis zum Tausendfachen des Eigengewichts aufnehmen.“

Im Rahmen des Projekts PROBOSCIS (Proboscidean sensitive soft robot for versatile gripping) entwickelt das Team einen robotischen Arm, für den der Rüssel eines Elefanten als Vorbild diente. Wie der Forscher erklärt, wird der Arm „aus mehreren Tausend am Stück gedruckten GRACEs“ bestehen.

Weitere Informationen:
http://proboscis.eu/ (PROBOSCIS-Projektwebsite)

PROBOSCIS, 3D-gedruckt, 3D-Druck, Muskel, pneumatisch, künstlicher Muskel, Aktuator, Hand, Roboter

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Wie inspirieren Elefantenrüssel die Roboter der Zukunft?

Elefantenrüssel könnten laut Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern zu Durchbrüchen in der Robotertechnik führen.

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Herz aus dem 3D-Drucker vereinfacht Herzchirurgie

Ein chirurgischer Eingriff am Herzen ist immer kompliziert, riskant und fehleranfällig. Mit einem neuartigen 3D-Herzsimulator will das Projekt MedicalPhant nun die Diagnose, Planung und Vorbereitung von Patienten auf eine Herzoperation verbessern.

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3D-Druck für Durchbruch in der Forschung zu Herz-Kreislauf-Erkrankungen

Ein Unternehmen, das auf synthetisch erzeugte Gewebe spezialisiert ist, entwickelte mittels interaktiver Software und 3D-Druck anpassbare, realistische Modelle zur Erforschung von Krankheiten und um Wirkstoffe zu testen.

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COMAN+ bringt die Interaktion zwischen Mensch und Roboter auf die nächste Stufe

Stellen Sie sich einen humanoiden Roboter vor, der industrielle Arbeitskräfte beim Tragen schwerer Objekte oder Ärzte während Physiotherapiesitzungen assistieren kann. Solche vielseitigen Roboter werden dank der Arbeit im Rahmen des EU-finanzierten Projekts CogIMon bald Realität sein.

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Realisierung von 3D-druckbaren, kollagenbasierten Hörimplantaten rückt näher

Jüngst wurde ein neues, 3D-druckbares Hörgerät aus einem Material nach dem natürlichen Vorbild der Gehörknöchelchen entwickelt, das am Anfang einer neuen Generation von Hörgeräten steht.

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Briser les symétries cristallines pour atteindre la piézoélectricité

Des chercheurs soutenus par l’Union européenne ont trouvé une nouvelle façon d’induire l’effet piézoélectrique dans des matériaux qui ne sont habituellement pas considérés comme tels, ouvrant ainsi la voie à des matériaux plus respectueux de l’environnement dans les futurs dispositifs électromécaniques.

La piézoélectricité est beaucoup plus simple qu’il n’y paraît. Elle consiste à utiliser des cristaux pour convertir l’énergie mécanique en énergie électrique, ou vice versa, et se retrouve dans de nombreux appareils du quotidien, des montres à quartz et gramophones aux microphones et haut-parleurs. Cependant, si le concept de piézoélectricité est simple, trouver des matériaux piézoélectriques sur lesquels appliquer ce processus constitue un obstacle de taille depuis plus d’un siècle.

Des chercheurs soutenus par les projets BioWings et ESTEEM3 financés par l’UE ont récemment trouvé un moyen de produire une réponse piézoélectrique dans des matériaux qui ne sont normalement pas considérés comme piézoélectriques. Publiés dans la revue «Science», leurs http://www.science.org/doi/10.1126/science.abm7497 (résultats) pourraient ouvrir la voie à une large gamme de matériaux électromécaniques écologiques et biocompatibles.

Les matériaux piézoélectriques répondent à une condition préalable fondamentale: leur structure cristalline ne doit pas posséder de centre de symétrie. Lorsqu’une pression est appliquée à une structure cristalline non centrosymétrique, celle-ci se déforme et ses atomes sont déplacés, ce qui permet au cristal de conduire un courant électrique. Cela confère aux matériaux piézoélectriques un intérêt pour un large éventail d’applications de détection.

Le matériau piézoélectrique le plus connu est le cristal de quartz. Cependant, les systèmes microélectromécaniques (MEMS) nécessitent l’utilisation de matériaux autres que le quartz naturel. Ces matériaux contiennent souvent du plomb nocif sous la forme de zirconate titanate de plomb. La recherche se concentre sur le développement de nouveaux MEMS biomédicaux fabriqués avec des films minces, sans plomb, à base de matériaux d’oxyde dopés au gadolinium. «De nombreux systèmes micro-électromécaniques existent déjà, mais ils renferment souvent des matériaux contenant du plomb qui sont nocifs pour une utilisation humaine. Le projet BioWings entend développer des matériaux biocompatibles dont les propriétés sont similaires à celles des matériaux courants contenant du plomb, mais qui n’en contiennent pas ni d’autres matériaux nocifs», explique le professeur Nini Pryds, co-auteur de l’étude et coordinateur du projet BioWings à l’Université technique du Danemark, dans un http://www.eurekalert.org/news-releases/943951 (communiqué de presse d’«EurekAlert!»).

Piézoélectricité dans les matériaux centrosymétriques

Dans leur étude, les chercheurs décrivent la manière dont ils ont pu induire un effet piézoélectrique important et durable dans des cristaux centrosymétriques – des matériaux qui ne permettent généralement pas une telle réponse. Ils ont créé l’effet piézoélectrique en appliquant simultanément un courant alternatif et un courant continu, ce qui a provoqué le réarrangement des défauts de l’oxygène dans le matériau et, par conséquent, une polarisation. Cela a brisé la symétrie cristalline du matériau et a permis d’obtenir l’effet piézoélectrique recherché.

En démontrant qu’il est possible d’induire un effet piézoélectrique dans des matériaux qui ne sont normalement pas piézoélectriques, l’équipe de recherche jette les bases de la conception de matériaux piézoélectriques sans plomb et non toxiques. «Ce nouveau développement constituera une étape fondamentale vers la mise au point de matériaux piézoélectriques respectueux de l’environnement et hautement performants destinés à être utilisés, par exemple, dans la technologie automobile et les applications médicales», poursuit Nini Pryds.

L’exigence actuelle d’une structure cristalline non centrosymétrique dans les matériaux piézoélectriques limite considérablement le nombre de matériaux pouvant être utilisés dans les dispositifs modernes. Nini Pryds décrit les résultats de la recherche comme un «changement de paradigme vers l’induction de la piézoélectricité dans les cristaux centrosymétriques, élargissant ainsi le nombre de matériaux possibles». Il conclut: «Je m’attends à ce que cela ait un effet notable sur la conception de nouveaux dispositifs électromécaniques avec de nouveaux matériaux biocompatibles.» BioWings (Bio-compatible electrostrictive smart materials for future generation of medical micro-electro-mechanical systems) prend fin en mai 2022 et ESTEEM3 (Enabling Science and Technology through European Electron Microscopy) prend fin en juin 2023.

Pour plus d’informations, veuillez consulter:
http://www.biowings.eu/ (site web du projet BioWings)
https://www.esteem3.eu/ (site web du projet ESTEEM3)

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

BioWings, ESTEEM3, piézoélectricité, piézoélectrique, gadolinium, centrosymétrique, cristal, plomb

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Un nouvel actionneur rotatif compact pointe vers des dispositifs de positionnement de plus grande précision à bord des satellites

Les chercheurs de l’UE ont mis au point un nouvel actionneur rotatif miniaturisé pour le secteur spatial. Se déplaçant avec rapidité et précision, il permettra aux satellites de tirer le meilleur parti des systèmes de communication et des panneaux solaires.

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Le débit des oléoducs et gazoducs alimente les capteurs en conditions extrêmes

Il devient de plus en plus pressant, au vu de l’essor de l’Internet des objets, que les grands réseaux de capteurs puissent surveiller les différentes activités de l’industrie pétrolière et gazière. Ces réseaux ont besoin d’énergie électrique, mais les générateurs d’énergie conventionnels ne fonctionnent pas dans des conditions difficiles. Mus par le besoin de remédier à cette situation, les chercheurs européens ont mis au point des solutions innovantes.

Changement climatique et Environnement

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Une technologie révolutionnaire de vernissage numérique apporte un nouveau lustre à la production de carreaux de céramique

L’ingéniosité italienne a mis au point des machines d’impression numérique innovantes qui devraient révolutionner la production des carreaux de céramique. Les technologies numériques de vernissage et de décoration de pointe fournissent des niveaux inédits d’efficacité et de créativité pour proposer des produits finaux moins chers et plus sains sur demande.

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Entrelazar iones atrapados a doscientos metros de distancia

Una investigación respaldada por la Unión Europea muestra que los iones atrapados constituyen una plataforma prometedora para las redes cuánticas de larga distancia.

Ni uno, ni dos, sino doscientos treinta metros. Esa es la distancia a la que un equipo de investigadores respaldados por el proyecto QIA, financiado con fondos europeos, ha logrado entrelazar dos iones. El correcto entrelazamiento a larga distancia indica que los iones atrapados podrían servir para crear redes cuánticas a través de ciudades y, en el futuro, de continentes. El experimento se describe en un http://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.130.050803 (estudio) publicado en la revista «Physical Review Letters».

En la computación cuántica de iones atrapados, los iones (átomos con carga) quedan suspendidos y confinados en campos electromagnéticos en forma de bits cuánticos o cúbits. Los cúbits de iones atrapados son prometedores para aplicaciones de información cuántica, pero para construir redes cuánticas es necesario compartir estados cuánticos delicados de cúbits a larga distancia. El equipo de investigación dirigido por la catedrática Tracy Northup y el doctor Ben Lanyon, de la Universidad de Innsbruck (Austria), socia del proyecto QIA, ha demostrado que es posible mediante el entrelazamiento de dos iones atrapados situados en edificios diferentes.

Tal como se explica en un http://quantum-internet.team/2023/02/06/qia-researchers-successfully-entangle-two-ions-230-meters-apart/?cn-reloaded=1 (artículo) publicado en el sitio web de QIA, el equipo había atrapado previamente iones en cavidades ópticas para poder transferir información cuántica de forma eficiente a partículas de luz, o fotones. Entonces, los fotones se podían transmitir mediante fibras ópticas para conectar iones en diferentes ubicaciones.

Para el experimento, los investigadores establecieron dos sistemas cuánticos en dos laboratorios del Campus Technik de la Universidad de Innsbruck. Uno se encontraba en el edificio del Departamento de Física Experimental de la universidad y el otro en el edificio del Instituto de Óptica Cuántica e Información Cuántica de la Academia de Ciencias Austríaca.

«Hasta ahora, los iones atrapados solo se podían entrelazar a pocos metros de distancia en el mismo laboratorio», señala Lanyon en el artículo. «Esos resultados también se obtuvieron empleando sistemas de control compartido y fotones (partículas de luz) con longitudes de onda que no pueden recorrer distancias mucho mayores».

Gracias a años de investigación, los científicos han logrado entrelazar dos iones a través del campus. «Para lograrlo, enviamos fotones individuales entrelazados con iones a través de un cable de fibra óptica de quinientos metros de longitud y los sobrepusimos unos encima de otros, trasladando el entrelazamiento a los dos iones remotos», explica Northup. «Nuestros resultados muestran que los iones atrapados constituyen una prometedora plataforma para las futuras redes distribuidas de ordenadores cuánticos, sensores cuánticos y relojes atómicos».

El objetivo a largo plazo de QIA (Quantum Internet Alliance) es construir un internet global cuántico desarrollado en Europa que permita la comunicación cuántica entre cualesquiera dos puntos de la Tierra. Para avanzar hacia esa meta, ha reunido a cuarenta universidades, empresas y organizaciones de investigación europeas  punteras. El proyecto finaliza en 2026.

Para más información, consulte:
http://quantum-internet.team/ (Sitio web del proyecto QIA)

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

QIA, ion, cuántico, red cuántica, información cuántica, ion atrapado, fotón, cúbit, entrelazamiento

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La fotónica revoluciona el tratamiento de imágenes

Unos investigadores respaldados por la Unión Europea analizan la evolución de las redes neuronales convolucionales fotónicas integradas y presentan dos métodos alternativos para mejorar el rendimiento de vanguardia.

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Un conmutador óptico sin calor impulsa la tecnología de computación cuántica

Un nuevo método para controlar fotones individuales sin generar calor permite integrar conmutadores ópticos y detectores de fotón único en un único chip.

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El intercambio de entrelazamiento cuántico híbrido es un salto cuántico en las comunicaciones cuánticas

El entrelazamiento cuántico es cada vez más extraño, por suerte para los que aprovechan su potencial. Ahora, una investigación financiada con fondos europeos ha demostrado nuevas formas de entrelazamiento de los fotones, lo cual amplía los límites del procesamiento de información y comunicación cuánticas.

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Mejora de imágenes de fase con métodos cuánticos

En un nuevo estudio financiado con fondos europeos se analiza una tecnología que emplea correlaciones cuánticas para mejorar la obtención de imágenes de fase sin recurrir a métodos interferométricos.

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Superar el récord de comunicación cuántica a larga distancia

Una empresa de tecnología informática, respaldada por la Unión Europea, ha demostrado la posibilidad de comunicaciones cuánticas a través de 600 km de fibra óptica, lo cual nos acerca mucho más al internet cuántico.

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La computación cuántica avanza con nuevos cúbits con agujeros

Investigadores financiados con fondos europeos han creado un nuevo y prometedor sistema de cúbits basado en los espines interactivos de los agujeros confinados en un dispositivo cuántico de silicio-germanio nanométrico.

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Enviar información cuántica de Alice a Charlie

Unos científicos han logrado la teletransportación en una red cuántica de tres nodos, un componente básico importante para las redes cuánticas del futuro.

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¿Se pueden prevenir los ciberataques cuánticos? Una iniciativa de la Unión Europea dice que sí y muestra cómo hacerlo

Unos científicos han desarrollado una tecnología para reforzar la seguridad de la información crítica en las infraestructuras de red modernas.

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Una herramienta virtual para el tratamiento de la epilepsia

Una técnica de modelización encefálica personalizada y desarrollada con fondos europeos tiene el potencial de detectar las zonas del encéfalo que generan convulsiones.

Un grupo de investigadores del Human Brain Project (HBP, por sus siglas en inglés) han desarrollado métodos avanzados de modelización encefálica que podrían ayudar a los médicos a identificar con mayor fiabilidad el lugar del encéfalo donde se inician las crisis epilépticas y, en consecuencia, mejorar los pronósticos quirúrgicos. Esta metodología de modelización encefálica personalizada, realizada con el apoyo del proyecto financiado con fondos europeos HBP SGA3, se describe en un http://www.science.org/doi/10.1126/scitranslmed.abp8982 (artículo científico) publicado en «Science Translational Medicine».

En aproximadamente un tercio de las personas con epilepsia, los medicamentos tienen una eficacia mínima o nula en el control de las convulsiones. Para este grupo de pacientes, la extirpación quirúrgica de la zona epileptógena —la parte del encéfalo donde se originan las convulsiones— es el único tratamiento potencialmente eficaz. Sin embargo, a pesar del creciente uso en las dos últimas décadas de exploraciones invasivas, el pronóstico solo ha mejorado ligeramente. En la actualidad, la cirugía tiene una tasa de éxito del 60 %.

A fin de construir y simular modelos personalizados de redes encefálicas, el equipo de investigación utilizó una plataforma de código abierto denominada http://ebrains.eu/service/the-virtual-brain/ («The Virtual Brain» (TVB, por sus siglas en inglés)), un servicio de simulación disponible a través de la http://ebrains.eu/ (infraestructura digital de investigación EBRAINS) e impulsado por el proyecto cofinanciado con fondos europeos HBP. La plataforma TVB ha sido desarrollada por el doctor Viktor Jirsa, científico de la Universidad de Aix-Marsella (Francia) y socio del proyecto HBP SGA3, junto con otros colaboradores.

Esta tecnología permite simular cómo se propaga la actividad anormal en el encéfalo de un paciente durante una crisis epiléptica. Ello ayuda a los médicos a detectar con mayor fiabilidad las zonas objetivo de la intervención quirúrgica. Como se informa en una http://www.humanbrainproject.eu/en/follow-hbp/news/2023/01/26/personalised-brain-modeling-technique-may-lead-breakthroughs-clinical-epilepsy-trial/ (noticia) publicada en el sitio web de HBP, los modelos informáticos de cada paciente se crean utilizando «datos de anatomía, conectividad estructural y dinámica encefálica medidos individualmente». Las simulaciones personalizadas proporcionan esencialmente un «paciente epiléptico virtual» (PEV) adaptado a cada paciente real. Según la noticia, el método se ha probado en varios estudios retrospectivos, y el http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/epi.17310 (artículo) más reciente se ha publicado en la revista «Epilepsia».

El PEV es el primer modelo informático que calcula la extensión y la organización de la red de zonas epileptógenas. Asimismo, muestra una buena precisión en la detección de zonas objetivo en comparación con las actuales metodologías vanguardistas sin modelo. Además, puede proporcionar información sobre regiones encefálicas no muestreadas por los electrodos implantados quirúrgicamente.

En la actualidad, la metodología de modelización encefálica personalizada se está probando en un ensayo clínico a gran escala como herramienta predictiva para la preparación de intervenciones quirúrgicas. Se prevé que el ensayo se prolongue hasta 2025.

Asimismo, los investigadores emplean la infraestructura de EBRAINS para mejorar aún más el poder predictivo de la herramienta con nuevos datos de alta resolución procedentes del Atlas Cerebral Humano del HBP. «La neuromedicina informática debe integrar datos encefálicos de alta resolución y las especificidades del paciente», afirma Jirsa. «Nuestra metodología depende en gran medida de las tecnologías de investigación de EBRAINS y solo podría haber sido posible en un proyecto de colaboración a gran escala, como el HBP». El proyecto HBP SGA3 (Human Brain Project Specific Grant Agreement 3) finaliza en septiembre de 2023.

Para más información, consulte:
http://www.humanbrainproject.eu/en/ (Página web del proyecto Human Brain)

HBP SGA3, encéfalo, epilepsia, modelización encefálica, convulsión, epilepsia, zona epileptógena

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Unos modelos organoides cerebrales de infecciones víricas aportan información sobre el desarrollo del cerebro humano

Una cuestión fundamental para la neurobiología es determinar cómo se desarrolla el cerebro humano. Dado que los organoides cerebrales pueden replicar este proceso, un proyecto los utilizó para comprender cómo las infecciones víricas pueden alterar el desarrollo del cerebro humano, con la esperanza de así descubrir nuevos tratamientos antivirales.

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Conocer mejor el cerebro humano

Un grupo de investigadores respaldados por la Unión Europea ha desarrollado un modelo tridimensional a escala real del hipocampo humano.

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La mosca del vinagre: pequeña pero increíblemente inteligente

El cerebro de la mosca del vinagre desempeña funciones que, por lo general, se asocian solo con el de los mamíferos. Según un nuevo estudio, este pequeño insecto posee capacidades de atención, memoria de trabajo y conciencia.

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¿Podría el lenguaje ser la lupa para observar el encéfalo?

El informático teórico Christos Papadimitriou comparte, en la séptima cumbre del Human Brain Project y en sus Jornadas Abiertas, su opinión sobre la función del lenguaje en la comprensión del encéfalo. Como no podía ser de otra forma, CORDIS estuvo presente.

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Mapear el cerebro humano para entender mejor sus funciones y enfermedades

Un equipo de científicos ha desarrollado un atlas en 3D del cerebro que vincula datos sobre sus distintas funciones.

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Reunión de cabezas pensantes en Atenas durante el Human Brain Project

La séptima cumbre del Human Brain Project fue inaugurada en Atenas el pasado 3 de febrero de 2020 y, durante una semana, será un foro de información asombrosa sobre la investigación del órgano más complejo del cuerpo. Como no podía ser de otra forma, CORDIS estuvo presente.

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Permitir una simulación encefálica optimizada para todos

Los científicos que investigan las redes neuronales, tanto con un portátil como con un superordenador, ya pueden acceder a un simulador encefálico mejorado gracias a una infraestructura de investigación paneuropea digital.

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Cuantificación de la consciencia humana con inteligencia artificial

Unos investigadores emplearon tecnologías de aprendizaje profundo para medir cambios en la consciencia de personas dormidas, sometidas a anestesia general o con daño cerebral grave.

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Anticipar el futuro de la neurociencia digital

En un artículo publicado recientemente se analiza la evolución de la neurociencia digital, su situación actual y los avances previstos para los próximos diez años.

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De ratones a hombres: unos modelos de cerebro humano diminutos para estudiar el autismo

Científicos respaldados por la Unión Europea han utilizado modelos simplificados en miniatura del cerebro humano para entender cómo las mutaciones en un gen relacionado con un alto riesgo de provocar autismo afectan al desarrollo del cerebro.

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Ein Robotiksystem zur Rettung der Bienen?

Ein neues temperaturregelndes Robotersystem enthüllt ein bisher unbekanntes kollektives Verhalten der Honigbienen und eröffnet neue Möglichkeiten, den Bienen beim Überleben in einem sich verändernden Klima zu helfen.

Im Rahmen des EU-finanzierten Projekts http://www.hiveopolis.eu/ (HIVEOPOLIS) wurde ein Robotiksystem entwickelt, das mit einem Honigbienenvolk interagieren kann. Das unauffällige System, das in den Rahmen eines Standardbienenstocks eingebaut wird, misst und beeinflusst das Verhalten der Honigbienen, indem es die Temperatur des Bienenstocks anpasst.

Das in der Zeitschrift http://www.science.org/doi/10.1126/scirobotics.add7385 („Science Robotics“) beschriebene System aus thermischen Sensoren und Aktuatoren bietet die Möglichkeit, das kollektive Verhalten der Tiere weiter zu erforschen und Wege zu finden, den Honigbienen zu helfen, den Druck des Klimawandels zu überleben. „Viele Regeln der Bienengesellschaft – von kollektiven und individuellen Interaktionen bis hin zur Aufzucht einer gesunden Brut – werden durch die Temperatur reguliert. Das haben wir uns für diese Studie zunutze gemacht“, erklärt der Erstautor der Studie, der Doktorand Rafael Barmak vom HIVEOPOLIS-Projektpartner Eidgenössische Technische Hochschule Lausanne (EPFL), Schweiz, in einer http://actu.epfl.ch/news/robotic-system-offers-hidden-window-into-collectiv/ (Pressemitteilung) auf der Website der Hochschule. „Die Wärmesensoren erstellen eine Momentaufnahme des kollektiven Verhaltens der Bienen, während die Aktoren und dazu dienen, ihre Bewegung durch Modulation der Wärmefelder zu beeinflussen.“

Bienenvölker sind kälteempfindlich, und wenn man die Bienenstöcke im Winter öffnet, um sie zu untersuchen, besteht die Gefahr, dass das Bienenverhalten beeinflusst wird, ganz zu schweigen davon, dass sie Schaden nehmen. Das biokompatible Robotersystem überwindet die Abhängigkeit früherer Studien von der Manipulation der Außentemperaturen, um das Verhalten der Tiere im Winter zu beobachten, so der weitere Erstautor und Doktorand Martin Stefanec von der das Projekt HIVEOPOLIS koordinierenden Universität Graz, Österreich. „Mit unserem Robotiksystem können wir die Temperatur innerhalb des Bienenstocks verändern, das Heizverhalten der Kernbienen zu emulieren und zu erforschen, wie der Winterbienenstock seine Temperatur aktiv reguliert.“

Das Robotersystem des Forschungsteams verhalf uns dazu, drei Versuchsbeuten an der Universität Graz im Winter zu überprüfen und sie von der EPFL aus fernzusteuern. Das System besteht aus einem zentralen Prozessor, der die Sensoren koordiniert, Befehle an die Aktoren sendet und Daten an die wissenschaftlichen Teams übermittelt – und das alles ohne störende Kameras.

„Durch die Sammlung von Daten über die Position der Bienen und die Schaffung wärmerer Bereiche im Bienenstock konnten wir sie dazu bringen, sich auf eine Art und Weise zu bewegen, die sie in der Natur während des Winters nicht tun würden, wenn sie dazu neigen, sich zusammenzudrängen, um Energie zu sparen“, erklärt Mitautor Dr. Francesco Mondada, ebenfalls von der EPFL. „Damit erhalten wir die Möglichkeit, im Namen einer Kolonie zu handeln, indem wir sie beispielsweise zu einer Nahrungsquelle führen oder sie davon abhalten, sich in zu kleine Gruppen aufzuteilen, was ihr Überleben bedrohen kann.“

Durch den Einsatz des Robotersystems in einem Modus, der in der Studie als „lebenserhaltend“ bezeichnet wird – bei dem Wärmeenergie über die thermischen Aktoren verteilt wird – konnte das Team auch das Überleben einer Kolonie nach dem Tod ihrer Königin verlängern. Diese Fähigkeit könnte dazu beitragen, die Überlebensfähigkeit der Bienen angesichts des weltweiten Rückgangs der Bestäuberpopulationen zu erhöhen.

Dank dieses Systems konnten auch neue Verhaltensweisen der Honigbienen beobachtet werden. „Die von unserem System erzeugten lokalen thermischen Reize haben eine bisher unbekannte Dynamik offenbart, die zu spannenden neuen Fragen und Hypothesen führt“, erklärt der EPFL-Postdoktorand und Hauptautor Dr. Rob Mills. „Zum Beispiel kann derzeit kein Modell erklären, warum wir die Bienen dazu bringen konnten, einige kalte ‚Temperaturtäler‘ innerhalb des Bienenstocks zu durchqueren.“

Die von HIVEOPOLIS (FUTURISTIC BEEHIVES FOR A SMART METROPOLIS) unterstützten Forschenden planen als nächstes, das System zur Untersuchung des Verhaltens von Honigbienen im Sommer einzusetzen.

Weitere Informationen:
http://www.hiveopolis.eu/ (HIVEOPOLIS-Projektwebsite)

Gestützt auf Projektinformationen und Medienberichte

HIVEOPOLIS, Biene, Honigbiene, Bienenstock, Temperatur, Klima

Digitale Wirtschaft

Klimawandel und Umwelt

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Artikel: Nachrichten

Wissenschaftliche Fortschritte

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Sichere und wirksame Entfernung von Varroa von Bienen – mit Lasertechnik

Als Bestäuber spielen Bienen eine entscheidende Rolle für Umwelt und Wirtschaft. Da ihre Anzahl rasant abnimmt, steigt der Druck, dem Bienensterben Einhalt zu gebieten. Der V-Laser könnte die Lösung zu diesem Problem bereithalten.

Lebensmittel und natürliche Ressourcen

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Artikel: Klassisch und erweitert

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Projektinformationen

maschinelles Sehen

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

Apidologie

Umweltbelastung

/Naturwissenschaften/Geowissenschaften und verwandte Umweltwissenschaften/Umweltwissenschaft/Umweltbelastung

Ökosystem

Laserphysik

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Bauchgefühl: Wie die Handlungen von Bienen durch noch kleinere Organismen beeinflusst werden

Das Mikrobiom des Darms kann große Auswirkungen auf das Verhalten haben. Gleichwohl ist nur wenig darüber bekannt, wie sich dies in sozialen Tieren wie Bienen – und schließlich dem Menschen – manifestiert.

Lebensmittel und natürliche Ressourcen

Ergebnisse in Kürze

Artikel: Klassisch und erweitert

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Projekt

Projektinformationen

Bakteriologie

Mikroskopie

Apidologie

biologische Wechselwirkung

Verhaltensökologie

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RTD-Forschungsdaten-Warehouse

Ein „Internet der Bienen“ für Landwirtschaft und Imkerei

Ein intelligentes System „hört“ auf die Geräusche eines Bienenvolks, damit Imkereibetriebe ihre Bienenstöcke gesund und produktiv halten können.

Digitale Wirtschaft

Lebensmittel und natürliche Ressourcen

Ergebnisse in Kürze

Artikel: Klassisch und erweitert

CORDIS Redaktion

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Projekt

Projektinformationen

Internet der Dinge

/Naturwissenschaften/Informatik und Informationswissenschaften/Internet/Internet der Dinge

Apidologie

Produktivität

Sensoren

/Technik und Technologie/Elektrotechnik, Elektronik, Informationstechnik/Elektrotechnik/Sensoren

Bienenzucht

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RTD-Forschungsdaten-Warehouse

Neuartige Sensoren überwachen Umweltgefahren für Bienen

Die Bienenbestände sinken drastisch und wir müssen die Gründe dafür herausfinden. Zwei neue Umweltsensoren helfen dabei, die Wissenslücken zu schließen.

Klimawandel und Umwelt

Lebensmittel und natürliche Ressourcen

Ergebnisse in Kürze

Artikel: Klassisch und erweitert

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Internet der Dinge

Sterblichkeit

Apidologie

Erwerbstätigkeit

Bienenzucht

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intelligente Stadt

/Technik und Technologie/Bauingenieurwesen/Stadtbauwesen/intelligente Stadt

Internet

Satellitentechnologie

/Technik und Technologie/Maschinenbau/Fahrzeugbau/Luft- und Raumfahrttechnik/Satellitentechnologie

Apidologie

Ökosystem

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WISSENSCHAFTSEXZELLENZ - Künftige und neu entstehende Technologien (FET)

Rechtsgrundlage

Programm: Rechtsgrundlage für die Forschungsfinanzierung

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FET – proaktiver Bereich

Rechtsgrundlage

CORDIS Redaktion

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Thema

Programm: Teil des Arbeitsprogramms der Kommission zur Durchführung der Rechtsgrundlage

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Il tempo vola quando si lavora con i robot?

Uno studio finanziato dall’UE esamina il modo in cui il comportamento dei robot influisce sulla nostra percezione del tempo.

In futuro, i sistemi multirobot su larga scala rivoluzioneranno settori come l’agricoltura di precisione, il monitoraggio ambientale, l’industria e la lotta agli incendi. Tuttavia, anche se questi sciami di robot semplificano la nostra vita, molti di essi avranno ancora bisogno dell’intervento umano per il loro funzionamento.

Come influirà tale interazione sugli operatori umani? I ricercatori sostenuti dal progetto http://www.chronopilot.eu/ (ChronoPilot), finanziato dall’UE, si sono concentrati su un aspetto per lo più trascurato: gli effetti del comportamento dei robot sulla percezione del tempo di una persona. Il loro http://zenodo.org/record/7763233/files/Efects%20of%20Human-Swarm%20Interaction%20on%20Subjective%20Time%20Perception%20%7C%20Swarm%20Size%20and%20Speed%20-%20HRI23%20-%20Kaduk%20et%20al%20-%202023.pdf?download=1 (studio) è accessibile all’interno dell’archivio di dati aperti «Zenodo».

«Il modo in cui percepiamo lo scorrere del tempo si riflette su quasi tutti gli aspetti della nostra vita, ad esempio su come ci sentiamo, su come svolgiamo le diverse attività e su come interagiamo con gli altri», spiega Julian Kaduk, autore principale dello studio, nonché dottorando dell’Università di Costanza, in Germania, in un http://dl.acm.org/action/downloadSupplement?doi=10.1145%2F3568162.3578626&file=HRI23-fp1216.mp4 (video) di presentazione della ricerca. «È altamente soggettivo, perché cambia a seconda della situazione, ma può anche essere modulato da una serie di stimoli diversi. Ad esempio, tutti conosciamo la sensazione del tempo che vola in alcuni momenti, mentre in altri sembra trascinarsi all’infinito.»

Esistono diversi modi per quantificare la percezione del tempo. Per lo studio, il team di ricerca si è concentrato sullo scorrere del tempo (la velocità con cui il tempo sembra trascorrere) e sui giudizi di durata (stima della durata di un intervallo). Attraverso una serie di semplici esperimenti di interazione uomo-sciame, il team ha studiato se la percezione del tempo da parte degli operatori umani fosse influenzata da variazioni nel numero di robot (uno, cinque o 15) o nella velocità dei robot (0,04 o 0,2 metri al secondo).

Dai dati raccolti, i ricercatori hanno scoperto che il tempo percepito dagli operatori è influenzato sia dal numero di robot che dalla loro velocità. Uno sciame più grande riduce il tempo percepito, mentre le velocità più basse dei robot lo aumentano. Curiosamente, i giudizi sulla durata sono influenzati solo dal numero di robot. Inoltre, sembra esserci una stretta correlazione tra la percezione dello scorrere del tempo e il flusso, ovvero lo stato mentale in cui una persona che svolge un’attività è completamente assorbita da ciò che sta facendo.

Nel video Kaduk parla del possibile impiego futuro dei risultati dello studio ChronoPilot (Modulating Human Subjective Time Experience): «Immaginiamo un futuro in cui i robot siano consapevoli della percezione del tempo dei loro collaboratori e possano essere modulati attivamente per modificare in modo adattivo il loro comportamento.»L’obiettivo non è solo quello di avere un livello di collaborazione più integrato e naturale, ma anche di migliorare le prestazioni e il benessere guidando l’utente in uno stato di flusso cognitivo ottimale. Inoltre, possiamo prevedere vantaggi in attività di programmazione critiche dal punto di vista del tempo e in situazioni in cui la tempistica dell’input dell’utente è importante. Modificando la percezione del tempo dell’utente, possiamo orientare le decisioni di temporizzazione per ottenere prestazioni ottimali.»

Per maggiori informazioni, consultare:
http://www.chronopilot.eu/ (sito web del progetto ChronoPilot)

Sulla base di informazioni relative al progetto e segnalazioni dei media

ChronoPilot, robot, sciame robotico, tempo, scorrere del tempo, percezione del tempo, flusso cognitivo

Economia digitale

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Articolo: notizie

Progressi scientifici

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Far progredire i sistemi ciberfisici autonomi intelligenti

Una nuova suite di metodi e strumenti di progettazione sta mettendo un’azienda italiana all’avanguardia nel passaggio verso la prossima generazione di sistemi ciberfisici autonomi.

Economia digitale

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/scienze sociali/economia e commercio/economia e gestione aziendale/modelli aziendali

drone

/ingegneria e tecnologia/ingegneria elettrica, ingegneria elettronica, ingegneria informatica/ingegneria elettronica/robotica/robot autonomi/drone

robotica dello sciame

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

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Magazzino dati della ricerca RTS

Il ruolo fondamentale della tecnologia blockchain nella protezione di sciami di robot

Un progetto finanziato dall’UE getta luce sul modo in cui la combinazione di blockchain e sistemi di robotica distribuiti può aprire la strada a sistemi di robotica dello sciame sicuri, affidabili e attendibili.

Economia digitale

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Articolo: classico ed elaborato

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/ingegneria e tecnologia/ingegneria meccanica/ingegneria dei veicoli/ingegneria dell'autoveicolo/veicoli autonomi

città intelligenti

crittografia

/scienze naturali/informatica e scienze dell'informazione/sicurezza informatica/crittografia

drone

robotica dello sciame

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Magazzino dati della ricerca RTS

Aggiornamento su Skyx: azienda di irrorazione agricola è pronta a sconvolgere il settore

Nel 2019 il progetto Skyx ha sviluppato una tecnologia grazie alla quale gli agricoltori possono premere un pulsante e inviare uno sciame di droni autonomi per irrorare i loro campi. Tre anni dopo l’innovazione è penetrata nel mercato degli Stati Uniti e la start-up che sta dietro a tutto questo è in procinto di diventare un leader mondiale dell’irrorazione agricola dopo una nuova tornata di finanziamenti.

Economia digitale

Alimenti e Risorse naturali

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/scienze agricole/agricoltura, silvicoltura e pesca/agricoltura

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Magazzino dati della ricerca RTS

In che modo le api mellifere possono aiutare noi e gli sciami di robot a prendere decisioni migliori

Secondo una nuova ricerca, le regole di fondo del processo decisionale vengono conservate tra individui, gruppi e superorganismi, come gli sciami di insetti.

Ricerca di base

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software di simulazione

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/scienze naturali/informatica e scienze dell'informazione/software/software applicativi/realtà virtuale

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ECCELLENZA SCIENTIFICA - Tecnologie emergenti future (TEF)

Base giuridica

Programma: Base giuridica per il finanziamento della ricerca

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

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TEF aperte

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Un champignon ouvre la voie à des matériaux plus solides et plus légers

Les propriétés récemment découvertes de l’amadouvier inspirent des alternatives biodégradables aux plastiques et autres matériaux actuels.

Lorsque nous évoquons un matériau solide et dur, un champignon n’est pas ce qui nous vient habituellement à l’esprit. Des chercheurs, soutenus en partie par les projets FUNGAR et iNEXT-Discovery financés par l’UE, ont découvert des propriétés surprenantes chez le champignon Fomes fomentarius, qui pourraient permettre à l’avenir de remplacer certains plastiques par des produits naturels et biodégradables. Leur http://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ade5417 (article) a été publié dans la revue «Science Advances»,

 Communément appelé amadouvier, F. fomentarius se développe sur le flanc de diverses espèces d’arbres, les infectant via une cassure de l’écorce et provoquant leur pourrissement. Comme son nom l’indique, le champignon a traditionnellement été utilisé comme amadou pour allumer des feux, mais il a également trouvé une application dans la fabrication de vêtements et de médicaments. Désormais, sur la base de ses propriétés récemment mises au jour, il pourrait inspirer le développement de nouveaux matériaux ultralégers à haute performance.

La structure des champignons ressemble à une racine, appelée mycélium, qui consiste en une masse de filaments ramifiés et filiformes, appelés hyphes, qui se dispersent dans le sol ou dans les matières en décomposition. L’équipe de recherche a découvert que dans le cas de l’amadouvier, la structure semblable à une racine peut être divisée en trois couches distinctes. «Le mycélium est le principal composant de toutes les couches», rapportent les auteurs dans leur article. «Cependant, dans chaque couche, le mycélium présente une microstructure très distincte avec une orientation préférentielle, un rapport d’aspect, une densité et une longueur de branche uniques.»

L’étude des trois couches a livré les informations suivantes: une couche extérieure protectrice dure et rigide, ou croûte, et en dessous, une couche molle et coriace semblable à de la mousse, suivie d’empilements de structures tubulaires creuses appelées tubes H. Comme décrit dans un http://www.sciencealert.com/this-weird-looking-fungus-could-be-a-biodegradable-alternative-to-plastic (article) publié sur «ScienceAlert», certaines parties de l’amadouvier «étaient aussi solides que du contreplaqué, du pin ou du cuir… tout en étant plus légères que ces matériaux».

La croûte, qui ne représente que 4 % du sporophore du champignon (sa structure contenant les spores), s’est révélée être la couche la plus dense et la moins poreuse des trois. Les chercheurs ont également découvert que la couche tubulaire moins dense et plus poreuse, qui constitue environ 69 % du sporophore, peut résister à des forces plus importantes que la couche mousseuse sans subir de dislocations ou de déformations majeures.

«Ce qui est extraordinaire, c’est qu’avec des changements minimes de leur morphologie cellulaire et de leur composition polymérique extracellulaire, ils forment divers matériaux présentant des performances physiochimiques distinctes qui surpassent la plupart des matériaux naturels et artificiels qui sont habituellement confrontés à des compromis de propriétés (par ex., augmenter le poids/la densité pour augmenter la résistance/la rigidité/la dureté)», écrivent les auteurs.

Appuyés par les projets FUNGAR (Fungal architectures) et iNEXT-Discovery (Infrastructure for transnational access and discovery in structural biology), ces résultats pourraient inspirer le développement de matériaux multifonctionnels améliorés destinés à la médecine et à l’industrie. «Nous pensons que les résultats devraient attirer un large public dans le domaine de la science des matériaux et au-delà», font remarquer les auteurs.

Pour plus d’informations, veuillez consulter:
http://www.fungar.eu/ (site web du projet FUNGAR)
http://inext-discovery.eu/ (site web du projet iNEXT-Discovery)

FUNGAR, iNEXT-Discovery, champignon, amadouvier, Fomes fomentarius, couche, mycélium

Changement climatique et Environnement

Actualités

Article: actualités

Progrès scientifiques

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Des aliments pour poissons à base de champignons dans notre assiette

Initialement considérée comme une matière première entrant dans l’alimentation aquacole, la nouvelle protéine à base de champignons de Mycorena fait son apparition sur le marché lucratif des protéines alternatives.

Économie numérique

Alimentation et Ressources naturelles

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pêche

/sciences agricoles/agriculture, sylviculture et pêche/pêche

protéines

mycologie

agriculture

changement climatique

/sciences naturelles/sciences de la Terre et sciences connexes de l'environnement/sciences de l'atmosphère/climatologie/changement climatique

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Les enzymes fongiques catalysent une révolution dans le secteur biotechnologique européen

Pour mettre en place une véritable bioéconomie, les bioraffineries de biomasse devraient tirer non seulement profit de l’usage des matières premières biologiques, mais aussi du recours à des technologies biochimiques plus écologiques et efficaces. Les enzymes fongiques, largement inexploitées, montrent la voie à suivre.

Technologies industrielles

Alimentation et Ressources naturelles

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Projet

Fiches d'information du projet

électrolyse

lipides

biocatalyse

génome

enzyme

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Centrale de données de la recherche RTD

Comprendre le rôle potentiel des champignons dans la production de biodiesel

De nouvelles recherches suggèrent que les champignons Ustilaginaceae pourraient jouer un rôle essentiel dans le positionnement du biodiesel en tant qu’alternative durable — et compétitive — aux combustibles fossiles.

Santé

Résultat en bref

Article: classique et amélioré

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Fiches d'information du projet

biologie cellulaire

/sciences naturelles/sciences biologiques/biologie cellulaire

ingénierie métabolique

/ingénierie et technologie/biotechnologie industrielle/ingénierie métabolique

mycologie

lipides

biocarburants

/ingénierie et technologie/biotechnologie industrielle/biomatériaux/biocarburants

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Centrale de données de la recherche RTD

Un sympathique champignon pour protéger nos cultures, et nous-mêmes, des moisissures toxiques

Un nouveau traitement promet de ralentir la croissance des microbes qui ruinent les cultures alimentaires et empoisonnent des millions de personnes dans le monde.

Alimentation et Ressources naturelles

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mycologie

céréales

/sciences agricoles/agriculture, sylviculture et pêche/agriculture/céréales et oléagineux/céréales

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Fiches d'information du projet

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EXCELLENCE SCIENTIFIQUE - Technologies futures et émergentes (FET)

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découverte de médicaments

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

logiciel

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chimie médicinale

/sciences médicales et de la santé/médecine fondamentale/chimie médicinale

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Fomento de la investigación y la innovación de excelencia en tecnologías cuánticas

El programa QuantERA ha anunciado los 24 ganadores de su convocatoria de propuestas de 2023, que obtendrán financiación para su investigación sobre tecnologías cuánticas.

La red QuantERA ha dado a conocer los ganadores de su convocatoria de propuestas de investigación de 2023 en el ámbito de las tecnología cuánticas (TC). La financiación permitirá a los veinticuatro consorcios de proyectos ganadores examinar nuevas ideas de investigación que podrían revolucionar diferentes campos, que van desde la medicina y la meteorología hasta la banca y las telecomunicaciones.

El programa QuantERA, que se puso en marcha en 2014, es una red europea puntera de organismos públicos de financiación de la investigación de 31 países. Se creó para respaldar la investigación y la innovación de excelencia en el ámbito de las TC. En la actualidad, el programa continúa su andadura en el marco del proyecto http://quantera.eu/ (QuantERA II), financiado con fondos europeos, que se basa en los logros de su predecesor QuantERA I (2016-2022). QuantERA II responde a la creciente necesidad de iniciativas colaborativas y regímenes de financiación comunes en el ámbito altamente interdisciplinar de las TC.

La convocatoria de propuestas QuantERA 2023 fue publicada por 35 organizaciones de financiación de 28 países. Las 24 propuestas ganadoras presentadas por 122 equipos de investigación internacionales fueron seleccionadas de entre 101 propuestas de 486 equipos. Los proyectos seleccionados, cuya financiación asciende a más de 29 millones EUR, abarcarán dos temas, a saber: fenómenos y recursos cuánticos y ciencia cuántica aplicada. El tema de los fenómenos y recursos cuánticos prioriza sentar las bases de las TC del futuro, mientras que el tema de la ciencia cuántica aplicada se centra en traducir los efectos cuánticos y los conceptos establecidos en la ciencia cuántica en aplicaciones tecnológicas y productos nuevos. Las áreas de investigación incluyen la comunicación cuántica, la simulación cuántica, la computación cuántica, las ciencias de la información cuántica y la metrología cuántica de detección y obtención de imágenes.

El programa QuantERA reconoce que el carácter altamente interdisciplinar de la investigación sobre TC impide circunscribir esta a una institución o un Estado concretos, por lo que hace hincapié en las iniciativas colaborativas y la financiación. En consecuencia, los quince proyectos relacionados con los fenómenos y recursos cuánticos —coordinados por instituciones de Alemania, Croacia, Chequia, Dinamarca, Eslovaquia, España, Francia, Letonia, Luxemburgo y, Polonia— están financiados por organizaciones de Alemania, Bélgica, Croacia, Chequia, Dinamarca, Eslovenia, España, Finlandia, Francia, Italia, Letonia, Polonia, Suecia y Suiza. Mientras que los nueve proyectos relacionados con los recursos cuánticos y la ciencia cuántica aplicada —coordinados por instituciones de Austria, España, Finlandia, Israel, Países Bajos, Polonia y Reino Unido— están financiado por organizaciones de Alemania, Austria, Chequia, Dinamarca, España, Finlandia, Francia, Hungría, Israel, Lituania, Países Bajos, Polonia, Reino Unido, Suiza y Turquía.

«La convocatoria QuantERA 2023 ha recibido un gran número de propuestas de gran calidad, tanto en el ámbito de los fenómenos y recursos cuánticos como en el ámbito de la ciencia cuántica aplicada», afirma el coordinador científico del programa QuantERA, el catedrático Konrad Banaszek, en una http://quantera.eu/results-of-the-quantera-call-2023/ (noticia) publicada en el sitio web de QuantERA. «La lista de proyectos financiados ilustra claramente el enorme potencial de la ciencia y la tecnología cuánticas a la hora de proponer nuevas e interesantes ideas de investigación, así como para identificar estrategias encaminadas a traducir los resultados científicos en aplicaciones tecnológicas y productos nuevos. El programa QuantERA es un mecanismo de financiación único en su capacidad para respaldar los esfuerzos de investigación colaborativa que aúnan conocimientos especializados de todas las disciplinas científicas tradicionales dentro y fuera de Europa».

QuantERA también participó en la organización de la http://quantera.eu/conference-on-qt-madrid_2023/ (Conferencia sobre tecnologías cuánticas en Europa), que se celebró en Madrid los días 22 y 23 de noviembre de 2023 bajo la Presidencia española del Consejo de la Unión Europea. La conferencia ofreció a investigadores, gestores y profesionales de las TC la oportunidad de compartir sus conocimientos y departir sobre los retos a los que se enfrenta el desarrollo de las TC en Europa. El proyecto QuantERA II (QuantERA II ERA-NET Cofund in Quantum Technologies) finaliza en 2026.

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

QuantERA II, cuántica, tecnologías cuánticas, convocatoria de propuestas, investigación, investigación e innovación

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Nanocables muy sensibles detectan haces de iones

Investigadores de la Unión Europea (UE) demuestran que los detectores de nanocables superconductores pueden detectar con eficacia iones proteínicos individuales a energías de bajo impacto.

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Un conmutador óptico sin calor impulsa la tecnología de computación cuántica

Un nuevo método para controlar fotones individuales sin generar calor permite integrar conmutadores ópticos y detectores de fotón único en un único chip.

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Enviar información cuántica de Alice a Charlie

Unos científicos han logrado la teletransportación en una red cuántica de tres nodos, un componente básico importante para las redes cuánticas del futuro.

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Los transistores corrientes allanan el camino hacia la fabricación a gran escala de ordenadores cuánticos

Investigadores respaldados por la Unión Europea (UE) han logrado un hito importante en el afán por hacer posible la fabricación industrial de procesadores cuánticos con el uso de transistores como cúbits.

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Un salto cuántico hacia los diodos superconductores

Un grupo de investigadores ha descubierto la manera de formar diodos a partir de superconductores. Estos nuevos dispositivos, los cuales funcionan a temperaturas mucho más bajas que los diodos semiconductores, podrían utilizarse en tecnologías cuánticas.

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Un nuevo semimetal da en el blanco cuántico

El descubrimiento de la naturaleza extraordinariamente prístina de un nuevo semimetal sienta las bases para una nueva clase de materiales que podrían abrir el camino para nuevas y potentes tecnologías cuánticas.

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Es más divertido cuando la supercomputación se une a la simulación cuántica

Un modelo híbrido que integra dos simuladores cuánticos en dos superordenadores allana el camino para la era posexaescala.

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Wirtualne narzędzie do leczenia epilepsji

Personalizowana technika modelowania mózgu opracowana dzięki wsparciu finansowemu UE może pomóc w lokalizowaniu obszarów mózgu odpowiedzialnych za napady padaczkowe.

Badacze z Human Brain Project (HBP) opracowali zaawansowane metody modelowania mózgu, które mogą pomóc lekarzom w dokładniejszej identyfikacji tych obszarów mózgu, w których rozpoczynają się napady padaczkowe, przyczyniając się do poprawy rokowania leczenia chirurgicznego. Nowe personalizowane podejście do modelowania mózgu, opracowane dzięki wsparciu przez UE projektu HBP SGA3, zostało opisane w http://www.science.org/doi/10.1126/scitranslmed.abp8982 (artykule naukowym) opublikowanym w serwisie Science Translational Medicine.

Mniej więcej u co trzeciej osoby chorującej na epilepsję leczenie farmakologiczne przynosi tylko nieznaczną poprawę lub jest całkowicie nieskuteczne w kontrolowaniu napadów. W tej grupie pacjentów chirurgiczne usunięcie ogniska padaczkowego, tj. tego obszaru mózgu, w którym rozpoczyna się napad padaczkowy, jest jedyną potencjalnie skuteczną metodą leczenia. Pomimo dużego postępu w zakresie zastosowania metod inwazyjnych w ciągu ostatnich 20 lat rokowanie leczenia chirurgicznego tylko nieznacznie się poprawiło. Obecnie wskaźnik operacji zakończonych powodzeniem wynosi 60 %.

Do skonstruowania i symulacji personalizowanych modeli sieci mózgowych zespół badaczy wykorzystał platformę typu open source o nazwie http://ebrains.eu/service/the-virtual-brain/ (The Virtual Brain (TVB)). Jest to usługa symulacyjna udostępniana za pośrednictwem http://ebrains.eu/ (cyfrowej infrastruktury badawczej EBRAINS) stworzonej w ramach współfinansowanego ze środków UE projektu HBP. Platforma TVB została stworzona przez jednego z naukowców skupionych wokół projektu HBP, dr Viktora Jirsy z Uniwersytetu Aix-Marseille we Francji, partnera projektu HBP SGA3, i jego współpracowników.

Technologia ta umożliwia symulację nieprawidłowych wyładowań neuronów rozprzestrzeniających się na kolejne obszary w mózgu w trakcie napadu padaczkowego, pomagając lekarzom w zlokalizowaniu obszarów docelowych w mózgu i ich usunięciu podczas operacji. Jak czytamy w http://www.humanbrainproject.eu/en/follow-hbp/news/2023/01/26/personalised-brain-modeling-technique-may-lead-breakthroughs-clinical-epilepsy-trial/ (komunikacie prasowym) zamieszczonym na stronie internetowej HBP, modele obliczeniowe tworzy się dla każdego pacjenta na podstawie „indywidualnych pomiarów parametrów anatomicznych, strukturalnych połączeń i danych na temat dynamiki mózgu”. Personalizowane symulacje prowadzą do stworzenia wirtualnego obrazu pacjenta z padaczką (ang. virtual epileptic patient, VEP), wiernie przedstawiającego indywidualne cechy każdego chorego. Z komunikatu dowiadujemy się ponadto, że podejście zastosowane przez badaczy zostało przetestowane na przykładzie licznych badań retrospektywnych, z których najnowsze opisano w http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/epi.17310 (artykule) opublikowanym w czasopiśmie „Epilepsia”.

VEP jest pierwszym modelem obliczeniowym do szacowania wielkości ogniska padaczkowego i organizacji jego sieci. Cechuje się ponadto wysoką precyzją w lokalizowaniu obszarów docelowych w porównaniu do stosowanych obecnie najnowocześniejszych podejść nie opartych na modelowaniu. Może nawet dostarczać informacji z tych rejonów mózgu, do których nie zostały wszczepione elektrody.

Metoda personalizowanego modelowania mózgu znajduje się obecnie w fazie testów w ramach zakrojonych na szeroką skalę badań klinicznych, w których wykorzystuje się ją jako narzędzie predykcyjne mające pomóc w przygotowaniu pacjenta do leczenia chirurgicznego. Badanie potrwa do 2025 roku.

Badacze wykorzystują infrastrukturę EBRAINS, aby dodatkowo zwiększyć zdolność przewidywania nowego narzędzia dzięki danym z atlasu mózgu o wysokiej rozdzielczości. „Neuromedycyna obliczeniowa musi dążyć do zintegrowania danych o mózgu o wysokiej rozdzielczości i szczegółowych danych na temat pacjenta”, stwierdza dr Jirsa. „Nasze podejście opiera się na technologii badawczej z obszaru EBRAINS, a jego wdrożenie nie byłoby możliwe, gdyby nie zakrojony na szeroką skalę i oparty na współpracy projekt HBP”. Projekt HBP SGA3 (Human Brain Project Specific Grant Agreement 3) zakończy się we wrześniu 2023 roku.

Więcej informacji:
http://www.humanbrainproject.eu/en/ (strona projektu Human Brain Project)

Na podstawie informacji uzyskanych z projektu i komunikatów prasowych

HBP SGA3, mózg, padaczka, epilepsja, modelowanie mózgu, napad, padaczkowy, ognisko padaczkowe

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Modele organoidów mózgowych przedstawiające zakażenia wirusowe oferują wgląd w rozwój ludzkiego mózgu

Podstawowym zagadnieniem w neurobiologii jest sposób, w jaki rozwija się ludzki mózg. Jako że organoidy mózgowe mogą naśladować ten proces, w jednym z projektów wykorzystano je, aby zrozumieć, w jaki sposób zakażenia wirusowe mogą zmieniać rozwój ludzkiego mózgu. Badacze mają nadzieję opracować nowe terapie antywirusowe.

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Odkrywanie tajemnic ludzkiego mózgu

Wspierani przez UE naukowcy opracowali pełnowymiarowy model przestrzenny ludzkiego hipokampa.

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Muszki owocowe: małe owady o zaskakująco dużym rozumku

Mózgi muszek owocowych są zdolne do rzeczy, które zwykle przypisujemy wyłącznie ssakom. Według nowego badania te niewielkie insekty posiadają świadomość i pamięć roboczą oraz są zdolne do skupiania uwagi.

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Czy język może być kluczem do poznania funkcji mózgu?

W czasie siódmej edycji konferencji Human Brain Project Summit & Open Day informatyk teoretyczny, Christos Papadimitriou, przedstawił swoje przemyślenia na temat roli języka w rozumieniu pracy mózgu. Na miejscu byli także przedstawiciele serwisu CORDIS.

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Mapowanie ludzkiego mózgu pomoże lepiej zrozumieć jego funkcje i choroby

Pewien zespół naukowców opracował trójwymiarowy atlas mózgu, który łączy dane dotyczące jego różnych cech.

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Burza mózgów podczas spotkania projektu Human Brain w Atenach

W dniu 3 lutego 2020 roku w Atenach rozpoczęła się siódma edycja konferencji Human Brain Project Summit. Podczas tego tygodniowego wydarzenia przedstawione zostały zadziwiające informacje na temat badań nad najbardziej złożonym organem w ludzkim ciele. Na miejscu byli także przedstawiciele serwisu CORDIS.

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Zoptymalizowane symulacje mózgu dostępne dla wszystkich

Dzięki ogólnoeuropejskiej cyfrowej infrastrukturze badawczej, naukowcy zajmujący się badaniem sieci neuronowych mają teraz dostęp do nowoczesnego symulatora mózgu, niezależnie od rodzaju urządzenia wykorzystywanego w badaniach.

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Ilościowe badanie świadomości człowieka z pomącą sztucznej inteligencji

Wykorzystując technologie uczenia głębokiego, naukowcy zmierzyli zmiany w ludzkiej świadomości podczas snu, znieczulenia ogólnego i poważnego urazu mózgu.

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Przewidywanie przyszłości cyfrowej neuronauki

W niedawno opublikowanym artykule przedstawiono analizę dotyczącą dotychczasowych osiągnięć w dziedzinie cyfrowej neuronauki, w tym poziomu, na jakim obecnie się znajduje, oraz przewidywanych postępów, na jakie możemy liczyć w ciągu najbliższych 10 lat.

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Od myszy po ludzi: wykorzystanie niewielkich modeli ludzkiego mózgu w celu badania autyzmu

Naukowcy korzystający ze wsparcia UE wykorzystali uproszczone miniaturowe modele ludzkiego mózgu, aby zrozumieć, w jaki sposób mutacje genu odpowiadającego za wysokie ryzyko wystąpienia autyzmu wpływają na rozwój mózgu.

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DOSKONAŁA BAZA NAUKOWA - Przyszłe i Powstające Technologie (FET)

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Program: podstawa prawna finansowania badań

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Program: część programu prac Komisji wdrażającego podstawę prawną

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