A jövő sebészete

Robotok, robotikai megoldások fontos szerepet fognak játszani a jövő sebészetében.

Over the past 20 years, robotics have revolutionized surgery, and new innovations are continuing to push the boundaries of medicine. Mike Rustic, senior lecturer at the mechanical engineering department at Imperial College, London, says machines such as the "da Vinci" system have had a huge impact on surgery. The "da Vinci" first appeared in 1991 and lets surgeons carry out keyhole surgery remotely, allowing them to control robot arms from a console that also provides a three-dimensional image of the proceedings. While the "da Vinci" system is the most widespread robotic surgery tool, Rustic says the "Sensei Robotic Catheter System" is also starting to be used for electrophysiology procedures on the heart. A new exhibition at London's Royal College of Surgeons called "Sci-Fi Surgery: Medical Robots" has displays ranging from the "da Vinci" system to prototype microbots designed to be swallowed and self-assembled in the human body. Rustic says there is much ongoing research into micro machines -- miniaturized robots that could be placed in a patient's body to gather information or carry out medical procedures. But he says that although pill cameras -- cameras that are swallowed by a patient to provide images of their digestive system -- are already in common use, micro machines remain some way off. "Micro machines are basically one of the holy grails, but it will take a while before we see something," he told CNN. "The difficulty is that even if you can make little motors you need to power them up and you have to be able to communicate with them and direct them." Take a look at the history and future of surgery. Rustic says one innovation on the horizon is a device being developed by Imperial College that would allow a surgeon to remotely control an endoscope while a patient is inside a Magnetic Resonance Imaging (MRI) machine, which would give real-time image feedback during gastric procedures and prostate biopsies. But he adds that currently, robotic surgery devices are often prohibitively expensive and tend to be used for a narrow range of procedures. He told CNN that he would like to see an economical robot that can be reconfigured to perform a wide range of procedures in a standardized way, so that training can be simplified.

IT3 komment: Sebészeti robotok közül általában csak a – Magyarországon is sikeres operációt végrehajtott – Da Vinci ismert, holott medicina és robotika találkozása bőven túlmutat a méltán világhírű rendszeren. A fejlődés egyik, talán legfontosabb iránya a mikrovilágokban keresendő. A jó hír, hogy immáron nemcsak jövőképekben vagy sci-fikben találkozunk gyógyászati célú miniatűr robotokkal, hanem konkrét K+F projektekben is. Ráadásul egyre gyakrabban.

Forrás: edition.cnn.com

Videókönyvek

Könyv marad-e a könyv?

A könyv több mint ötszáz éven keresztül figyelemreméltóan szilárd egységként funkcionál: egymáshoz kapcsolt szavak koherens láncolata, papírra nyomtatva, borító és hátlap közé zárva. Csakhogy – mivel, az olvasó érdeklődését fenntartandó, a mai kiadók szöveget, videót, webes tartalmat egyetlen mixbe habarnak – az iPhone, a Kindle és a YouTube korában hihetetlenül képlékennyé válik a könyv fogalma. Így próbálják elérni, hogy még mindig odafigyeljünk a szórakozás eme „archaikus” formájára. Ernest Hemingway és Stephen King kiadója, a Simon & Schuster multimédia-partnerekkel együtt dolgozik négy online, iPhone-on vagy iPod Touch-on egyaránt fogyasztható, videót elektronikus szöveggel vegyítő „vönyv” megjelentetésén. A „CSI” televízió sorozat megalkotója, Anthony E. Zucker szeptember elején jelentette meg a „Level 26: Dark Origins” című regényt: papíron, e-könyvként és audióváltozatban fogyaszthatjuk. Az olvasónak azt ajánlja, hogy jelentkezzen be a honlapra, s ott megtekintheti a történet rövid videórészleteit. Egyes kiadók szerint pont ilyen médiahibridek kellenek a modern olvasó figyelmének felkeltéséhez. Hogy valami mást kapjanak. Olvasás-szakértők viszont megkérdőjelezik, hogy a könyv paramétereivel való játszadozás végső fokon nem értékeli-e le az olvasás élményét. A technológia irodalmi életre gyakorolt legegyértelműbb hatása az elektronikus könyv. Egy év leforgása alatt az olyan ketyerék, mint az Amazon Kindle-ja és a Sony Olvasója egyre népszerűbbek lettek. Viszont az ezeken megjelenített digitális kiadások nagymértékben hűek maradnak a történetmesélés vagy egy-egy téma elmagyarázásának hagyományos, könyvszerű ötletéhez: szavakat és alkalomadtán képeket használnak. Az új hibridek sokkal messzebb mennek, többet igyekeznek nyújtani. A Simon & Schuster egyik – fitnesszről és táplálkozásról szóló – „vook”-ját olvasva gyakorlatokat bemutató videókra kattinthatunk. Egy kozmetikai kötet mozgókép-anyaga bőrápoló szerek házi készítésébe vezet be. És nemcsak a „hogyan csináljunk?” jellegű dolgokat csomagolják filmes köntösbe. Kiadnak két – a szöveget és egyperces, kilencven másodperces videókkal kiegészítő – digitális regényt is. A videók néha csak illusztrálnak, bizonyos esetekben viszont előrébb görgetik a történet menetét. Richard Doetsch „Embassy”-je emberrablásról szóló rövid thriller; egyik videószösszenetében híradót látunk, onnan tudjuk meg, hogy az áldozat a polgármester lánya. A látottak és elhangzottak az eredeti szöveg részleteit helyettesítik.

IT3 komment: Könyv marad-e a könyv, vagy valami mássá, például videó-könyvvé, „vönyv”-vé alakul az egyik legrégebbi kulturális-szórakoztató médium? A hagyományos formát digitális változattá fordító elektronikus könyv ugyan technológiailag látványos, de az olvasási folyamat nem változik: papírlapok helyett képernyő. Ezzel szemben a vönyv hibrid média: egyelőre írott szöveg és mozgóképek keveréke, de a médiumok kombinációja újabb, változatosabb hibrideket vetít előre. Mindezzel együtt, üdvözölve az egyre sokszínűbb médiapalettát, nevetséges (és a sokszínűség megcsúfolása) lenne a hagyományos könyv haláláról elmélkedni.

Forrás: www.nytimes.com

Másképp működik az internetezők agya

Gyakran elfelejtkezünk arról, hogy az internetnek nem csak veszélyei vannak.

Adults with little Internet experience show changes in their brain activity after just one week online, a new study finds. The results suggest Internet training can stimulate neural activation patterns and could potentially enhance brain function and cognition in older adults. As the brain ages, a number of structural and functional changes occur, including atrophy, or decay, reductions in cell activity and increases in complex things like deposits of amyloid plaques and tau tangles, which can impact cognitive function. Research has shown that mental stimulation similar to the stimulation that occurs in individuals who frequently use the Internet may affect the efficiency of cognitive processing and alter the way the brain encodes new information.
"We found that for older people with minimal experience, performing Internet searches for even a relatively short period of time can change brain activity patterns and enhance function," Dr. Gary Small, study author and professor of psychiatry at the Semel Institute for Neuroscience and Human Behavior at UCLA, said in a statement.
Previous research by the UCLA team found that searching online resulted in a more than twofold increase in brain activation in older adults with prior experience, compared with those with little Internet experience. The new findings suggest that it may take only days for those with minimal experience to match the activity levels of those with years of experience, said Small.
Additional studies will be needed to address the impact of the Internet on younger individuals and help identify aspects of online searching that generate the greatest levels of brain activation.
The findings were presented Oct. 19 at the meeting of the Society for Neuroscience in Chicago, Illinois.

IT3 komment: Újabb bizonyítékát találták annak, hogy az internetezésnek nem csak káros hatásai vannak. Kutatási eredmények azt mutatják, hogy az internetes keresés képes olyan agyi területeket is aktiválni, amelyeket a könyvolvasás és a tévézés nem. A hatás ráadásul tartós, és már egy hetes, napi egy órás tréninggel is kiváltható.


Forrás: www.foxnews.com

Fényvezető áramkörök

Milyen lehetőségek rejlenek a nanoszintű plazmonika technológiában?

A team of European researchers has demonstrated some of the first commercially viable plasmonic devices, paving the way for a new era of high-speed communications and computing in which electronic and optical signals can be handled simultaneously. The pioneering devices, which are expected to lead to commercial applications within the next decade, make use of electron plasma oscillation to transmit optical and electronic signals along the same metal circuitry via waves of surface plasmon polaritons. In contrast, signals in electronic circuits are transmitted by electrons, while photons are used to carry data in optical systems. As an emerging nano-scale technology that is often referred to as “light on a wire,” plasmonics, as the field of research is known, shares the advantages of fibre optics, including ultra-high-speed data transfer, with the benefits of electronic components, particularly their small size. The technology holds the promise of all-optical computer chips operating at ultra-fast speeds, faster communications and a vast new range of sensing devices. “For the last five years or so it has been possible to build an optical computer chip, but with all-optical components it would have to measure something like half a metre by half a metre and would consume enormous power. With plasmonics, we can make the circuitry small enough to fit in a normal PC while maintaining optical speeds,” explains Anatoly Zayats, a researcher at The Queen's University of Belfast. Until now, however, plasmonic devices had been let down by the short distance over which plasmons could transmit data signals – a problem that Zayats and his team solved in the EU-funded Plasmocom project. Plasmonic data transmission functions on the basis of oscillations in the electron density at the boundary of two materials: a dielectic (non-conductive) plasma or polymer and a metal surface. By exciting the electrons with light it is possible to propagate high-frequency waves of plasmons along a metal wire or waveguide, thus transmitting a data signal. However, in many cases the signal dissipates after only a few micrometres – far too short to interconnect two computer chips, for example.The Plasmocom team took a novel approach. The researchers built a variety of plasmonic devices, including low-loss S bends, Y-splitters and a waveguide ring resonator, a crucial part of the add-drop multiplexers (ADM) in optical networks that combine and separate several streams of data into a single signal and vice versa. While current commercial optical ring resonators have a radius of up to 300 micrometres, the plasmonic demonstrator built by the Plasmocom team measured just five micrometres.

IT3 komment: A fotonika és elektronika előnyeit egyaránt ötvőző műszaki megoládsokkal kecsegtet csipgyártás területén a plazmonika. A plazmonika fő ígérete a THz-es sebességű optikai processzor nanométeres tartományban. A kutatási eredmények azt mutaják, hogy 10 éven belül lehetővé válik a "plazmoprocesszorok" létrehozása.

Forrás: cordis.europa.eu

Szuper sűrű adattároló

Egy új polimer könnyebbé teszi az adattároló rendszerek munkáját.

Engineers in Korea have created a material that could allow super-dense "millipede"-style data storage systems to work at room temperature. The discovery brings the technology closer to commercial reality. A decade ago, IBM engineers unveiled the ultra-high-density "millipede" data storage system. Now more than ever, people who want to store digital photos and video need this probe storage system – which can cram a terabit, or 125 gigabytes, into every square inch – but IBM's and other systems with similar designs remain frustratingly distant. Millipede and other similar systems work on a simple principle: an incredibly sharp needle – the probe – etches data as a series of nanoscale pits in a tough polymer surface, and the same probe feels for what's been written to read it back. But to punch a hole in the hard polymer surface the probe had to be hot enough to make the polymer temporarily pliable. Raising a probe to the 350 °C necessary for each digital 1 and 0 to be written makes the system power-hungry, and that is keeping probe storage from the market, says Jin Kon Kim at Pohang University of Science and Technology in Kyungbuk, Korea. His team has designed a probe storage system that doesn't need heat to function. Instead, it uses an unusual "baroplastic" – a hard polymer that becomes soft when placed under pressure. The first such materials were found a decade ago, but became soft only under high pressures of above 300 bar. Kim's team has created a new baroplastic that goes through the transition at the much lower pressure of 60 bar: "the lowest value among all block copolymers reported in the literature." The Korean team has shown that the tip of an atomic force microscope (AFM) can etch the kind of tiny pits that store data in millipede-like systems simply by pressing on the new material. Lighter pressure can be used to feel for and read out the pits without altering them. It solves one issue but raises another, says David Wright, who co-ordinates Protem, a Europe-wide project to explore the potential of probe storage. "The forces needed are relatively high, and this is likely to lead to tip wear issues," he says. Even systems that use heat suffer such problems, and they would be worse if more force was being used, he says.

IT3 komment: Manapság a számítógépekben a nem felejtő adattárolók közül a legelterjedtebbek a mágneses adattárolók, ezek között is a merev lemezek a legnépszerűbbek. Az elmúlt 50 évben folyamatosan fel-felbukkantak ponteciális vetélytársak, de eddig egyetlen komoly ellenfél sem akadt. Az IBM által az ezeredfordulón kifejleszett "millipede" technológia, a holografikus és lézeres adattároló megoldások mellett, egyike lehet a jövőbeli trónkövetelőknek.

Forrás: www.newscientist.com

"Tripple Space"

Európai kutatók a gépek közti kommunikáció új formáján dolgoznak.

As a new form of network-based, machine-machine communication, the roll out of Triple Space technology heralds a new era for the internet in which computers are able to publish and read information just as humans create and browse webpages. By using semantic web technology to make information understandable by computers and expressing that knowledge as basic atomic units called tuples, the Triple Space enables web services to make use of true web communication instead of the email-like point-to-point exchange of messages common today. As such, it promises to provide faster, more efficient and more secure web services and distributed applications to a wide variety of sectors, from telecommunications and e-commerce to air traffic control and healthcare. “Despite their name, web services today aren’t very ‘webby’,” says Elena Simper from Semantic Technology Institute (STI) of the University of Innsbruck.“The way they communicate is more like email in which messages are sent and received between machines rather than true asynchronous web communication in which information is published and becomes persistently available to be read at any time,” she explains. STI coordinated the EU-funded TripCom project, a pioneering initiative that has successfully proven the Triple Space concept and implemented the technology to make the World Wide Web for machines a reality. To create the Triple Space, the researchers worked on making web services and the data they use understandable by computers, using semantic web technologies to communicate machine-readable knowledge rather than raw data. The team opted for the RDF format, which represents data and the semantics of data in triples of the form “subject-property-object” in order to build statements of knowledge. Information is then published in tuple spaces, shared virtual data-spaces designed for concurrent access by multiple processes and applications in which data units are generally expressed as tuples, a mathematical unit referring to an ordered list of finite length. Just as multiple human web surfers can view webpages hosted on the same or different servers at any time, information stored in the Triple Space is “persistently published” – meaning it is always available for any application with access to read it or, if permitted, change it.

IT3 komment: Az "Triple Space" elnevezés egy szemnetikus technológiára utal, ugyanakkor a Tripcom projekt kutatási eredményeinek jelentősége a szemantikus web koncepció egy újabb megvalósítása mellett sokkal inkább a webszolgáltatások közötti adatkommunikáció új típusú megközelítésében keresendő. A kifejlesztett megoldások ugyanis lehetővé teszik, hogy az egyes webszolgáltatások egy közös, szemantikusan annotált adattárház, a "Triple Space" segítségével, cseréljenek adatokat a közvetlen kapcsolatfelvétel helyett. A megoldás előnyei nyilvánvalóvá válnak, ha nagyobb számú, egymással kölcsönösen kommunikálni kívánó webszolgáltatás integrációja szükséges.

Forrás: www.sciencedaily.com

Okosabb lesz a robot, ha segítséget kér

A tárgyfelismerés a mesterségesintelligencia-kutatás legtöbb fejtörést okozó területeinek egyike. Úgy tűnik, a gépi tanulás – ebben az esetben tárgyak memorizálása – egyelőre jobban megy emberi segítséggel.

Az ember számára természetes, hogy segítséget kér másoktól. Úgy tűnik, ez a tulajdonság hozzájárulhat ahhoz, hogy a robotok felülkerekedjenek a mesterséges intelligencia egyik legbonyolultabb problémáján. Legalábbis a Palo Alto-i robotikai cég, a Willow Garage egyik projektjének ez a gondolati háttere. Kutatóik arra tanítják a robotokat, hogy embereket kérjenek meg általuk fel nem ismert tárgyak azonosítására. Amennyiben sikerrel járnak, komoly előrelépést tesznek a konzisztens autonómiával működő gépek fejlesztésében. A tárgyfelismerés ugyanis már régóta okoz álmatlan éjszakákat mesterségesintelligencia-kutatóknak. Számítógépeknek ugyan meg lehet tanítani egyszerű tárgyak, mint például tollak és bögrék felismerését, viszont gyakran hibáznak, ha a fényviszonyok vagy a látószögek megváltoznak. Ezért is nehéz épületek körül biztonságosan navigáló, a tárgyakkal interakcióra képes robotot fejleszteni. A Willow Garage a PR2-t (Személyi Robot 2) fejlesztve szembesült a problémával. Amiben az MI szenved, abban az ember kiválót nyújt – az ilyen feladatokat gyakorlatilag megerőltetés nélkül abszolváljuk. A Willow Garage- dzsel együttműködő Alex Sorokin, az Illinois Egyetem informatikusa eldöntötte, hogy kihasználja a helyzetet, és emberi segítséget kérő rendszert épít PR2 számára. A rendszer a dolgozókat és munkaadókat kiegészítésre váró egyszerű feladatok kivitelezésére összehozó online piacteret, az Amazon Mechanikus Törökjét használja. A robot lefényképezi a fel nem ismert tárgyat, majd elküldi a Töröknek. A Sorokin szoftverével dolgozó, feldolgozott fényképekért 3 és 15 cent közötti összeget kereső alkalmazottak meghúzzák a képen látható tárgy kontúrjait, és nevet kapcsolnak hozzá. A bevezető teszt során a Willow Garage irodájában mászkáló robot néhány másodperc alatt küldte el a képeket, amelyek szintén pár másodperc múlva felcímkézve érkeztek vissza. Pontossági rátájuk 80 % körül volt. Sorokin szerint növelhető a százalékszám – a válaszok helyességének leellenőrzéséért fizetett újabb dolgozók kellenek hozzá. Úgy érzi, a rendszer segíteni fogja a robotokat az új környezetekre vonatkozó tanulásban. Például a takarító robotok fényképezéssel, azok felcímkéztetésével töltik majd el első hetüket az új épületben. A humán alkalmazottak a címkézéssel segítik a térre és az ottani tárgyakra vonatkozó modell létrehozásában. Ha elakadna, bármikor kérhet újfent segítséget. „Fantasztikus ötlet” – lelkendezik John Leonard, az MIT egyik robotikusa. – „Potenciálisan kivitelezhető lesz, hogy a robotok huzamosabb ideig működjenek közvetlen humán operátori beavatkozása nélkül.” Sorokin tervei szerint következő lépésként a programozók azon fognak dolgozni, hogy PR2 értse válaszainkat, s azoknak megfelelően cselekedjen.

IT3 komment: Robotok magasabb szintű autonómiája, például dinamikusan változó környezetbeli hibátlan navigációjuk gyakorlatilag elképzelhetetlen fejlett tárgyfelismerés nélkül. Míg a világításban, látószögben stb. bekövetkezett változások az embert nem zavarják, gépek számára sokszor okoznak megoldhatatlan problémát. Sőt, még a korábban megtanultakat is képesek elfelejteni. Ilyen esetekben jöhet segítségükre a „hálózati” ember és a crowdsourcing. Az internetkapcsolaton keresztül folyamatosan érkező információ lehetővé teszi, hogy huzamosabb ideig közvetlen humán beavatkozás nélkül tevékenykedjenek.

Forrás: www.newscientist.com

Az RFID-címkék továbbfejlesztése az energiától függ

Nem elég intelligensek a használatban lévő RFID-címkék…

Azt gondolhatják, hogy fejlett dolog, ha tudunk fizetni egy üzletben a bankkártyánk hullámával, vagy kinyitjuk az ajtót egy biztonsági kártyával. Az RFID címkék teszik ezt lehetővé, mert elég nagy intelligenciával rendelkeznek. Ma még az RFID címkék csak fix adatokat tudnak visszaküldeni az olvasó készüléknek, legyen az útlevél valamely adata, vagy egy megbetegedett madár azonosítója. A kutatók azon dolgoznak, hogy mikroszámítógépes „agyat” adjanak a címkéknek, és ezzel utat adjanak a fejlettebb alkalmazásoknak. Mivel az RFID címkéknek nincs tápeleme, és az energiát a lekérdező impulzusból szívja le, az alacsony fogyasztású processzálás elég nagy kihívás. Haszna is van az RFID címkéknek: olcsók, robosztusak, és sokáig működnek. "Tíz évvel ezelőtt ezt sci-finek gondoltuk volna – programozás áramforrás nélkül” mondja Kevin Fu, aki a Massachusetts-i Amherst-ben az egyetemen CRFID (komputerrel ellátott RFID) programon dolgozik. Fu és kollégái az INTEL WISP-nek nevezett hardverét használják, amely rövidítés „vezeték nélküli azonosítási és érzékelési platformot” jelent. Az Intel intelligensebb címkéi 16-bites mikrokontrollert használnak, és a programtárolási lehetőség 32 kilobytra is megnőhet. Kisebb mennyiségű, a leolvasóból származó elektromos energiát is tudnak tárolni egy kapacitív részegységben. Mivel az energia, a számítási kapacitás és a memória elég korlátos, a kutatóknak okosan kell megírni a kódokat, hogy minden teljesüljön. A kutatócsoportok az energia-hatékony adattárolást fejlesztették ki a CRFID számára, ami szintén kihívást jelet ezeknek a címkéknek. Mivel külső energiára épül, a CRFID-nek, gyakran kell be- és kikapcsolnia, így nem kezdhet mindent előröl, ha elmegy a tápáram. Ez azt igényli, hogy olyan, az energiaellátástól független flash memóriával rendelkezzen, amilyeneket a memóriakártyákon alkalmazna. De azok a rendszerek energia-falók, és így a tervezők visszajutnak az eredeti problémához. Fu és kollégái stratégiát dolgoztak ki a kívánt paraméterű flash memóriák elérésre. Bemutatták, hogy kevésbé energia-intenzív tud lenni, ha indításhoz egy háttértárból olvas ki adatokat, még akkor is, ha extra munkával ki is kell kódolni a titkosított tárolt adatokat. „A technika megengedi, hogy hosszú idejű feldolgozás legyen a folyamatban, miközben folyamatosan jelentkeznek az energiaellátási megszakítások.” magyarázták a kutatók.

IT3 komment: Az energiaellátás köldökzsinórjától nehéz elszakadni. Az RFID-t alacsony energiafelhasználású és a megszakításokat is tűrő intelligencia-elemekkel kell kibővíteni, ha fejlettebb alkalmazásokhoz kívánjuk felhasználni. A hálózatfüggetlen alkalmazásokhoz, nemcsak az RFID-ben, más rendszerekben is hatékonnyá kell tenni az energiaellátási oldalt.

Forrás: www.newscientist.com