誰が 今日の多くの手術は、小さな切開を行い、ミニチュアカメラと手術器具を体に通して腫瘍を取り除き、損傷した組織や臓器を修復する低侵襲手術によって行われています。この方法で多くの手順を実行できますが、外科医は内部の傷や涙を封じるときに課題に直面します。 何 新しい医療用パッチは、低侵襲の手術器具の周りに折りたたんで、気道、腸、およびその他の狭いスペースを介して送達し、内部の損傷を修正することができます。パッチは、乾いたときに折りたためる紙のようなフィルムに似ています。ウェットティッシュや臓器と接触すると、コンタクトレンズのような伸縮性のあるゲルに変化し、損傷した部位に付着する可能性があります

製造施設は、自動化された生産設備、状態監視装置、その他のセンサーやシステムから大量の運用データを生成します。企業がこれらの資産の潜在的な可能性に気付くにつれて、産業用モノのインターネット（IIoT）イニシアチブがこの情報を活用し、有用な洞察を生み出すのにどのように役立つかを尋ねています。しかし、企業全体のメガプロジェクトを介してこれに取り組む多くの試みは、その規模と複雑さのために期待に応えられません。おそらく、より良いアプローチは、ソースの「小さな」データから始めて、エッジコンピューティング、集中型アプリケーション、およびオープン接続を使用してビッグデータを構築することです。 デジタルトラン

ビームステアリングシステムは、イメージング、ディスプレイ、光トラッピングなどのアプリケーションで長年使用されてきましたが、かさばる機械式ミラーが必要であり、振動に過度に敏感です。ビームの位相プロファイルを変更することによって光ビームの角度を変更するコンパクトな光フェーズドアレイ（OPA）は、多くの新しいアプリケーションにとって有望な新技術です。これらには、自律型車両上の超小型ソリッドステートLiDAR、はるかに小型で軽量のAR / VRディスプレイ、イオンキュービットに対処するための大規模なトラップ型量子コンピューター、光遺伝学、光遺伝学を使用して研究する新しい研究分野が含まれます脳。 長距

研究者たちは、実験室の外でテラヘルツ放射を生成できる量子カスケードレーザーと呼ばれるデバイスの高出力でポータブルなバージョンを開発しました。レーザーは、皮膚がんの特定や隠れた爆発物の検出などのアプリケーションで使用できる可能性があります。 これまで、リアルタイムのイメージングと高速スペクトル測定を実行するのに十分強力なテラヘルツ放射の生成には、200ケルビン（-100°F）以下の温度が必要でした。これらの温度は、テクノロジーの使用を実験室の設定に制限するかさばる機器でのみ達成できました。テラヘルツ量子カスケードレーザーは、最大250 K（-10°F）の温度で機能できます。つまり、コンパクトな

自動車のエアバッグは、速度の急激な変化を検出するセンサーである加速度計のおかげで展開します。加速度計は、ロケットや飛行機を正しい飛行経路に保ち、自動運転車のナビゲーションを提供し、画像を回転させて、携帯電話やタブレットで正しい向きを保つようにします。 研究者のチームは、信号を生成するために機械的ひずみの代わりにレーザー光を使用する厚さ1ミリメートルの加速度計を開発しました。他のいくつかの加速度計も光に依存していますが、新しい機器の設計により、測定プロセスがより簡単になり、より高い精度が提供されます。また、より広い周波数範囲で動作し、同様のデバイスよりも厳密にテストされています。 オプトメ

NASAのラングレーリサーチセンターは、2次元（場合によっては3次元）の空間情報と色を画像化できるプレノプティックカメラを開発しました。最終的な画像では、各ピクセルに画像化されたシーンのスペクトルが含まれています。 プレノプティックテクノロジーは、画像の明るさと光線の方向を測定します。これにより、取得した画像の焦点を異なる深度に再設定したり、同じシーンをわずかに異なる視点から表示したりするなど、新しいイメージング機能が可能になります。イメージング高温計として、カメラは2D温度（および場合によっては放射率）分布を測定できます。 カメラには470×360マイクロレンズのアレイが組み込まれており

液晶（LC）は、光学分散を打ち消すために利用できる広く調整可能な屈折率を持っているため、光を効率的に変換できる範囲を拡大します。 一般に、結晶から放射される波長を緩和するには、位相整合を維持するために温度管理または角度調整が必要です。これらの方法は時間がかかる可能性があり、複数の結晶と複雑な機械的調整が必要になります。さらに、一般的に使用されるグレーティングは、非効率的な波長変換をもたらします。液晶はこれらの問題を解消し、高効率、高速、調整可能な非線形波長変換を実現します。 この革新は、液晶に覆われた非線形ニオブ酸リチウム結晶を利用しています。 LCには、電圧によって変化する広く調整可能な

自動化業界がデジタルトランスフォーメーションに向かって進むにつれて、空気圧などの実績のある製造技術が「時代遅れ」になる可能性があると考える人もいます。ただし、制御バルブなどの空気圧技術は進化を続けており、センサー、産業用ネットワークインターフェイス、ワイヤレステクノロジー、複雑なデジタル制御機能を組み込んでおり、よりスマートで実用的な情報へのアクセスを通じて自動化アプリケーションを大幅に改善できます。 バルブ制御技術の進化 空気圧バルブの制御とシリンダー位置センサーの監視は、もともと個別の配線によって実現されていました。各プログラマブルロジックコントローラー（PLC）出力は、ソレノイドバルブ

多くの低侵襲手術は、診断測定と治療的介入を行うために、小さな切開を通して体内に挿入されたカテーテルに依存しています。たとえば、医師はこのカテーテルベースのアプローチを使用して、不整脈を引き起こしている心臓組織領域を特定して殺すか切除することによって、不整脈（不整脈）をマッピングして治療します。 手術で広く使用されていますが、現在のカテーテルベースのアプローチには多くの欠点があります。今日のカテーテルデバイスの剛性は、それらが柔らかい生体組織にうまく適合しないことを意味し、臓器の電気生理学的信号の高忠実度のマッピングに影響を与えます。現在の装置は一度に臓器のごく一部にしか接触しないため、常にプ

詰まった動脈を開いたままにして心臓発作を防ぐためにステントを移植した3人ごとに、少なくとも1人が再狭窄（プラークの蓄積または瘢痕化による動脈の新たな狭窄）を経験し、さらなる合併症を引き起こす可能性があります。 動脈を通る血流の微妙な変化さえも監視し、その初期段階で狭窄を検出し、早期の診断と治療を可能にする一種の「スマートステント」が開発されました。ステントはミニチュアアンテナとして機能するように変更され、血流を継続的に追跡するマイクロセンサーが追加されました。その後、データをワイヤレスで外部リーダーに送信して、動脈の状態に関する常に更新される情報を提供できます。 このデバイスは医療グレー

研究者たちは、スマートフォンの内蔵カメラを使用して糖尿病を検出する「デジタルバイオマーカー」を開発しました。このツールは、糖尿病のリスクが高い人を特定するのに役立ち、最終的には診断されていない糖尿病の有病率を減らすのに役立ちます。 スマートフォンにすでに搭載されている技術を使用して簡単に導入できるスクリーニングツールは、従来の医療の範囲外の人口を含む糖尿病を検出する能力を急速に向上させる可能性があります。今日まで、糖尿病を検出するための非侵襲的で広くスケーラブルなツールが不足しており、アルゴリズムの開発を動機付けています。 バイオマーカーの開発において、研究者たちは、スマートフォンのカメラ

自動運転車の新しいモデルは、過去の故障から、場合によっては最大7秒前に発見することで学習します。 自動運転車の場合、未知または複雑な運転状況（混雑した交差点など）により、自動安全対策または人間の介入により、自動運転システムが切断される可能性があります。 ミュンヘン工科大学（TUM）の人工知能モデルは、将来の障害を予測するためのトレーニングデータとして、何千もの実際の交通状況、具体的には、テストドライブからの記録された離脱シーケンスを使用します。 障害をできるだけ早く予測するために、機械学習アプローチでは、センサーデータのシーケンスを障害または成功のいずれかに分類します。 たとえば、シス

ペンシルバニア州立大学工学部のSaptarshiDas教授によると、2次元材料を使用して、従来のシリコン製のトランジスタよりも小型で高性能なトランジスタを作成できます。彼と彼のチームは、2D材料で作られたトランジスタの技術的実行可能性を判断するためのテストを実施しました。 私たちはデータによって動かされるデジタルで接続された世界に住んでいます」とDasは言いました。 「ビッグデータには、ストレージと処理能力の向上が必要です。より多くのデータを保存または処理したい場合は、より多くのトランジスタを利用する必要があります。」言い換えれば、現代のテクノロジーがますますコンパクトになるにつれて、トラン

中国と米国のグループと協力して、TUWienの研究チームが最適な熱伝導体を見つけるために着手しました。彼らはついに、非常に特殊な形の窒化タンタルで探していたものを見つけました。これほど高い熱伝導率を持つ既知の金属材料は他にありません。この記録破りの材料を特定できるようにするために、彼らはまず、どのプロセスがそのような材料の熱伝導に原子レベルで役割を果たすかを分析する必要がありました。 「基本的に、熱が材料内を伝播するメカニズムは2つあります」と、ウィーン工科大学の材料化学研究所のGeorgMadsen教授は説明しました。 「まず、材料を通過する電子を介してエネルギーを取ります。これが、優れた

二次元（2D）材料は、今日のシリコン技術で達成できることに関して、はるかに小さいサイズと拡張された機能を備えたデバイスを提供する大きな可能性を秘めています。しかし、この可能性を活用するには、2D材料を半導体製造ラインに統合できる必要があります。これは非常に難しいステップです。スウェーデンとドイツのグラフェンフラッグシップ研究者のチームが、この機能を実現するための新しい方法を報告しています。 2D材料とシリコン、または統合された電子機器を備えた基板との統合には、多くの課題があります。グラフェンフラッグシップアソシエイトメンバーKTHの研究者であるArneQuellmalzは、次のように述べてい

「タンゴデルタ。タッチダウンが確認されました。火星の表面で安全に忍耐し、過去の生命の兆候を探し始める準備ができています。」 6年以上の間、火星の進入、降下、着陸の計装2（MEDLI2）チームは、これらの言葉を聞くのを待っていました。 NASAのパーサヴィアランスローバーは2021年2月18日に着陸し、赤い惑星のロボット探査を開始しました。 MEDLI2は、宇宙船の進入、降下、着陸（EDL）の記録に役立つ、ローバーの保護エアロシェルの重要なテクノロジーの1つでした。すべてのMEDLI2データは、着陸に成功した後、地球に送信するためにPerseveranceに保存されました。 MEDLI2の役

浦項工科大学（POSTECH）の研究者 ステッカーのように眼鏡や手袋に貼ることができる小さなガスセンサーを作成しました。ホログラムディスプレイを使用すると、センサーは揮発性ガスの検出をユーザーに即座に通知します。 ウェアラブル技術は、いつの日か、工場での有毒ガスの漏れ、ボイラーの一酸化炭素の漏れ、またはマンホールの清掃中の有毒ガスの窒息に関連するガス事故を防ぐのに役立つ可能性があります。 ウェアラブルガスセンサーの仕組み 300 x 300 µmセンサーは、有毒ガスに敏感なメタ表面と液晶（LC）セルで構成されています。ガスが検出されると、セルの向きが変わり、カスタマイズされた警告が表示

グラフェン—生物医学技術、電子機器、複合材料、エネルギー、センサーに応用できる材料—は、ロケットや宇宙船に燃料を供給するために使用される固体推進剤の燃焼速度を上げるために使用されています。 充填された固体燃料の燃焼速度を高めるために、高導電性、高多孔性のグラフェンフォームに固体燃料が充填された組成物を製造および使用するための方法が開発された。研究者は、分解を促進するために固体推進剤で一般的に使用される金属酸化物添加剤の触媒効果を最大化しました。グラフェンフォーム構造は、高温でも熱的に安定しており、再利用できます。開発された組成物は、大幅に改善された燃焼速度と再利用性を提供します。 グラフェ

研究者は、無人航空機（UAS）の近くにある電力線を検出して回避するためのセンサーとソフトウェアアプリケーションを開発しました。目標は、ドローンが反応し、ワイヤーを避け、後続の操縦をナビゲートするのに十分な時間と距離を提供することです。 このアプローチでは、フィールドセンサーと3Dセンサーの独自の構成を、低電力の処理方法と組み合わせて使用​​します。これにより、電力線が検出され、ワイヤとの衝突を防ぐためにデバイスの自動操縦装置に通知されました。電力線は、低電力、低コスト、パッシブ電界および磁界センサーで簡単に検出できる大きな電界を生成します。この方法により、センサーを備えたUASは、より小さく

光周波数領域リフレクトメトリー（OFDR）光ファイバーセンシングは、多くの分野でのライブ、同時、マルチポイントモニタリングに非常に有益であると確立されています。干渉光ファイバセンシング手法の重大な弱点は、偏光レーザー光に複屈折をもたらす外部の影響によるエラーの影響を受けやすいことです。現在、これはアクティブな偏光制御で軽減できますが、ハードウェアは高価であり、センサーの数が増えるにつれて数とコストが増大する非常に多くのコンポーネントを必要とします。 OFDRセンシングファイバーは、その長さに沿って多くのセンシングポイントを持ち、分布ひずみ、温度、化学的存在などの多くのものを同時に測定するよう