NASAラングレー研究センターのイノベーターたちが、自動ファイバープレースメント（AFP）機械用のキャリブレーションシステムを開発しました。AFPは従来の手作業積層技術より速度、再現性、廃棄物最小化の利点がある複合材製造法です。航空宇宙部品や風力タービンブレードの製造に用いられ、ロボットアームで炭素繊維プリプレグ（複合材テープまたはトウと呼ばれる）のストリップを層ごとに積み上げて複合部品を作ります。 メリットがある一方、不完全に配置された（またはズレた）トウは隣接トウに対してラップ・ギャップ欠陥を生じ、構造的完全性を最大30%低下させます。現在、硬化前にこうした欠陥を特定・修正するために目視検

エンジニアたちが、唾液サンプルからSARS-CoV-2を約1時間で検出できる小型卓上デバイスを設計しました。この診断は、現在使用されているPCR検査と同等の精度です。また、現在流通しているSARS-CoV-2変異株に関連する特定のウイルス変異も検出可能で、これも1時間以内に結果が出ます。遺伝子シーケンシング施設のない地域での変異株追跡が大幅に容易になる可能性があります。 新診断デバイスは約15ドルで組み立てられますが、大量生産すればコストは大幅に下がる見込みです。 新診断はSHERLOCKベースで、CRISPRベースのツールです。システム構成要素には、特定の標的RNA配列の検出を可能にするRN

ショウジョウバエが眼球運動を用いて飛行制御を強化し、まばたきの約30倍という驚異的な反応速度を達成する仕組みを調べることで、研究者たちはこの能力をロボティクスに模倣するフレームワークを詳述しました。チームはLEDライトで構築したVRフライトシミュレーターに係留されたショウジョウバエの動きを、ハイスピードカメラで記録して研究しました。 チームはショウジョウバエが眼球運動を用いて、視覚入力に応じて翼をいかに迅速に協調させるかを特定しました。ハエの目は頭部に固定されているため、頭部運動を追跡して視線方向を推測しました。視線安定化はほとんどの生物ができる普通の現象です。例えば人間はシームレスに眼球、

ホログラフィックカメラが不可視を可視化 ノースウェスタン大学が、角の向こう側や皮膚、霧、さらには人頭蓋骨のような散乱媒質を透視できる新しい高解像度カメラを発明しました。合成波長ホログラフィーと呼ばれるこの新手法は、コヒーレント光を隠れた物体に間接的に散乱させ、それが再び散乱してカメラへ戻る仕組みです。そこからアルゴリズムが散乱光信号を再構成し、隠れた物体を明らかにします。高い時間分解能により、胸を透して鼓動する心臓や、街角を曲がる高速車など、高速移動物体の撮像にも潜在的可能性があります。 この新技術は、高空間分解能、高時間分解能、小さなプロービング領域、大きな角度視野を組み合わせた、角の向こう

エンジニアたちが、装着者を約90分でCOVID-19診断できる新型フェイスマスクを設計しました。マスクには小型の使い捨てセンサーが組み込まれ、他のフェイスマスクにも取り付け可能で、他のウイルス検出にも適応できます。 センサーは、研究チームが以前エボラやジカなどのウイルス用紙診断で開発した、凍結乾燥した細胞機構に基づいています。新しい研究で、チームはセンサーをフェイスマスクだけでなく、白衣などの衣類にも組み込めることを示し、医療従事者のさまざまな病原体や脅威への曝露を監視する新しい方法を提示しました。 チームは、ウイルスやバクテリアの核酸、神経毒などの有毒化学物質を検出する幅広い合成生物学センサ

NASAジョンソン宇宙センターの研究者たちは、過渡サーモグラフィとロックインサーモグラフィをフラッシュサーモグラフィNDE技術に組み込むことで、その能力を向上させました。この非破壊評価（NDE）技術は、飛行機、ドローン、建物に使われる材料の欠陥を特定します。 厚い部品の欠陥を他の方法より速く検出する過渡サーモグラフィ法と、正弦波電力サイクルを用いてより良い欠陥分解能を提供するロックインサーモグラフィ法を追加することで、フラッシュサーモグラフィNDE技術スイートは、他の一般的な赤外線サーモグラフィ技術へも適用範囲を広げました。 過渡法とロックイン法で材料を評価する際、材料の熱拡散率の変動が、テス

南フロリダ大学機械工学助教授のイン・ゾン氏と彼女のチームが、ポリマーバインダーを使わずにウェアラブルセンサーを印刷する新しい方法を発明しました。彼らの製品を「イースキン（e-skin）」と呼んでいます。 Tech Briefs：柔軟センサー印刷に静電気力を使う発想は何から生まれたのですか？ イン・ゾン教授： 柔軟デバイス製造の共同研究者たちがスクリーン印刷で作っていました。つまり機能性粉末とバインダーを混ぜ、加熱して乾燥を待つ必要があり、時間がかかります。もっと速く、加熱・乾燥なしで印刷する方法を探していました。 私は別の面白いプロジェクトに取り組んでいました。コロナ放電でポリマーフィルムの

NASAが系外惑星（太陽系外惑星）の発見探求を拡大するにつれ、ツールボックスも拡充されています。この夏、「ニード」（NEID、発音：ノーイド）と呼ばれる新ツールが、最も近く最も詳しく研究されている恒星、我々の太陽についての最初のデータバッチを提供しました。 NEID分光計は、新しい世界の位置特定と特性把握を助け、アリゾナ州のキットピーク国立天文台から空を観測します。2021年6月から本格的に系外惑星探索を開始しました。しかし、NEIDは夜間の恒星観測とほぼ同量のデータを、日中に太陽から収集します。それは太陽が、系外惑星の母星で起こる変化の種類について、天文学者들에게最も詳細な視点を提供するから

通常は目に見えない体内のプロセスや構造を、医療イメージングで可視化できます。科学者たちはイメージングを用いて細胞や臓器の複雑な機能を調べ、疾患のより良い検出と治療の方法を探っています。日常の医療現場では、体内からの画像が医師の疾患診断と治療効果のモニタリングを助けます。体内の特定プロセスを描写するため、研究者たちは細胞や分子をラベリングし、体外で検出可能な信号を出させ、意味ある画像に変換する新技術を開発しています。ミュンスター大学の研究チームは、顕微鏡で現在使われている細胞ラベリング戦略、いわゆるSNAPタグ技術を、陽電子放出断層撮影（PET）を用いた全身イメージング向けに適応させました。 こ

現在市販されているセンサーの10万倍の感度を持つマイクロ波放射センサーが開発されました。このボロメーターは、グラフェンのマイクロ波放射に対する巨大な熱応答を利用して作製されました。マイクロ波ボロメーターは、自然界で最小のエネルギー単位である単一マイクロ波光子を検出可能です。 グラフェンボロメーターセンサーは、光子がセンサーに吸収される際の温度上昇を測定することで電磁放射を検出します。グラフェンは二次元の単原子層厚の材料です。研究チームはグラフェンをマイクロ波アンテナに組み込むことで、高いボロメーター感度を達成しました。 この進歩の鍵となる革新は、超伝導ジョセフソン接合で温度上昇を測定しながら

巨大宇宙望遠鏡で系外惑星を発見するというコンセプトに着想を得て、研究者チームはホログラフィックレンズの開発を進めています。これは可視光と赤外線の星光を、焦点を結んだ画像またはスペクトルのいずれかに変換します。この実験的手法により、直径数十メートルもの軽量フレキシブルレンズを作製でき、打ち上げ時には巻き取り、宇宙で展開可能です。 2つの球面波を用いてホログラムを生成し、フィルムに記録される回折格子と、それが光に与える効果（超高感度で光を分離、または高分解能で集光）を精密に制御します。研究者たちはこのモデルが、系外惑星の分析など、極めて高い分光分解能を必要とする応用に有用だと考えています。 宇宙に

NASAは衛星、ローバー、軌道船を打ち上げ、銀河系における人類の位置を探求しています。これらのミッションが目的地に到達すると、科学機器が宇宙に関する画像、動画、貴重な知見を取得します。宇宙と地上の通信インフラにより、これらのミッションが収集したデータが地球に届きます。しかし、それを受信する地上局がなければ、これらのミッションが捉えた並外れたデータは宇宙に留まり、地球の科学者や研究者に届くことはありません。 宇宙探査の夜明け以来、NASAミッションは主に無線周波数通信でこの情報伝達に頼ってきました。NASAの宇宙ベース・レーザー通信中継実証（LCRD）は、宇宙から地上へデータを伝達する画期的な

誰が 小規模電子システムに翼による飛行を追加することで、汚染監視、人口監視、日光曝露、疾病追跡などのために環境をセンシングする、高機能・微小化された電子デバイスの展開が可能になります。 何 砂粒ほどのサイズの飛行マイクロチップ（マイクロフライヤー）にはモーターやエンジンがありません。ミリメートルサイズの電子機能部品とその翼の2部構成です。チームはセンサー、環境エネルギーを収集する電源、メモリストレージ、スマートフォン、タブレット、コンピューターに無線でデータ転送できるアンテナを搭載しました。マイクロフライヤーは風に乗って飛び、カエデのプロペラ種子のように空気中をヘリコプターのように回転しなが

紫外線下で感染が始まると明るく光る蛍光センサーを備え、治癒の進捗を監視できる多機能抗菌ドレッシングが開発されました。このスマートドレッシングは、酸化マグネシウムの強力な抗菌・抗真菌特性を活用しています。 銀ベースのドレッシングより安価に製造できながら、バクテリアと真菌への効果は同等で、抗菌力は最大1週間持続します。現在、創傷の進捗を確認する唯一の方法は包帯を外すことですが、これは痛みを伴う上にリスクがあり、病原体に攻撃の機会を与えてしまいます。何か問題が起きているかを簡単に確認できれば、頻繁な包帯交換の必要性が減り、創傷をより良く保護できます。 マグネシウムが抗菌性、抗炎症性、高い生体適合性

個別の望遠鏡をより大規模な調整済みネットワークに組み込むことで、発見とフォローアップ観測の能力を高められます。しかし、こうしたネットワークのスケーリング、導入、運用、スケジューリングには課題が残っています。 宇宙可変天体モニター（SVOM）ミッションの中仏共同チームが、異なる望遠鏡サイズ、光度測定パラメータ、制御技術を持つ個別施設を、よく組織されたネットワークに統合する自動観測管理（AOM）システムを開発しました。 AOMを採用した最初の観測ネットワークは、地上広角カメラネットワーク（GWAC-N）で、SVOMミッションの枠組み下にある複数タイプのロボット光学望遠鏡ネットワークです。現在は中国

ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡（JWST）の打ち上げにより、人類の宇宙理解、そしてその起源への理解が飛躍的に深まることでしょう。 当初は次世代宇宙望遠鏡（NGST）と呼ばれ、2002年9月に元NASA長官ジェイムズ・ウェッブに敬意を表して改名されたJWSTは、NASA、カナダ宇宙機関（CSA）、欧州宇宙機関（ESA）、航空宇宙メーカーのノースロップ・グラマン、そして打ち上げ後に望遠鏡を運用する宇宙望遠鏡科学研究所など、国際的なパートナーシップを代表するものです。 赤外線技術 歴史的なハッブル宇宙望遠鏡のような先行する宇宙望遠鏡とJWSTを異ならせるものは何か？ まず、1990年打ち上げのハッ

テーブル型光学測定は、平らな、または折り曲げ/成形された板金部品、ガスケット、シール、Oリング、積層板、紙、アセテート、電子図面、その他の不透明・半透明の平らな材料の測定とリバースエンジニアリングの両方に適した、迅速、簡単、かつ正確な方法です。 InspecVision Ltd.のPlanar測定システムの基本要素は、LEDバックライト付きテーブルと、その上方に設置された最大50メガピクセルのカメラです。カメラはテーブル上にランダムに配置された1つ以上の部品のエッジを「見ます」。約30秒で部品のスナップショットを撮り、CADファイルと比較して検査したり、リバースエンジニアリング用にDXFやD

車の製造テストを行う際、バッテリー、エンジン、キャビン、熱管理システム、ギアボックス、シャーシ、サスペンションなど、多くのサブシステムをチェックする必要があります。 「どの部分がシミュレートする上で最も難しいですか？」というTech Briefs読者からの質問に、テクノロジー大手シーメンスの業界専門家が答えました。 その答えは、あなたを驚かせるかもしれません。 「よりシンプルな駆動系を作ることは、より大きな複雑さをもたらします」と、シーメンス・デジタル・インダストリーズ・ソフトウェアの自動車業界ソリューションディレクター、スティーブン・ドム氏は、今月TechBriefs.comで行われた「シミ

霧の中で安全に運用できる自律飛行ドローンや自律走行タクシーは未来の話のように聞こえますが、サンドア国立研究所の霧施設での新たな研究が、その未来をより身近なものにしています。 霧は、人やセンサーの双方にとって物体の検出が困難になるため、水上、空中、陸上の移動を危険なものにします。サンドアの霧施設の研究者たちは、計算イメージングにおける新たな光学研究と、NASAの先進航空モビリティ研究者たち、テledyne FLIRなどとの提携を通じて、測定可能でオンデマンドで繰り返し生成可能なカスタマイズされた霧の中でセンサーをテストすることで、この課題に取り組んでいます。 2014年に建設されたサンドアの霧

バーミンガム大学の科学者たちが、スキルミオンと呼ばれる不可解な基礎粒子の実験的モデルを光ビーム内で作成することに成功しました。このブレイクスルーにより、物理学者たちは60年前にバーミンガム大学の数理物理学者トニー・スキルム教授によって最初に提唱されたスキルミオンの振る舞いを実証する実在のシステムを手に入れました。 スキルムのアイデアは、4次元空間における球の構造を用いて、3次元におけるスキルミオン粒子の不可分な性質を保証するものでした。3次元の粒子的スキルミオンは、宇宙の初期起源やエキゾチックな物質、冷原子の物理について教えてくれると理論化されています。しかし、50年以上にわたる研究にもかか