Scienza

Il nuovo motore mobile del MIT potrebbe assemblare strutture complesse, inclusi altri robot.

Anni fa, il professore del MIT Neil Gershenfeld (1) ebbe un pensiero audace. Affascinato dal fatto che tutte le cose viventi del mondo sono costruite con combinazioni di soli 20 amminoacidi, si chiedeva: è possibile creare un kit di appena 20 parti fondamentali da utilizzate per assemblare tutti i diversi prodotti tecnologici del mondo?

Da allora, il professor Neil Gershenfeld e i suoi studenti hanno fatto progressi costanti in quella direzione. Il loro ultimo risultato, recentemente presentato in una conferenza internazionale sulla robotica, consiste in una serie di cinque minuscole parti fondamentali che possono essere assemblate in un'ampia varietà di dispositivi funzionali, tra cui un minuscolo motore che può spostarsi avanti e indietro su una superficie o girare gli ingranaggi di una macchina.

In precedenza, il professor Neil Gershenfeld e i suoi studenti hanno dimostrato che le strutture assemblate da molte piccole e identiche subunità possono avere numerose proprietà meccaniche. (2) Successivamente, hanno dimostrato che una combinazione di tipi di parti rigide e flessibili può essere utilizzata per creare ali di aeroplano che si trasformano, (3) un obiettivo di lunga data nell'ingegneria aerospaziale.

Il loro ultimo lavoro, che sarà presentato alla Conferenza internazionale sulla manipolazione, automazione e robotica (MARSS) ad Helsinki, in Finlandia, aggiunge componenti per il movimento e la logica in un progetto di Neil Gershenfeld e Will Langford, (4) studente del MIT selezionato come migliore allievo per la conferenza.

I ricercatori del College of Medicine Albert Einstein descrivono il primo schema elettrico completo del sistema nervoso di un animale, il verme Caenorhabditis elegans, usato dagli scienziati di tutto il mondo come un organismo modello. Lo studio comprende adulti di entrambi i sessi e rivela differenze sostanziali tra loro.

I risultati segnano un'importante pietra miliare nel campo della Connectomics, (1) lo sforzo di mappare le innumerevoli connessioni neurali in un cervello, nella regione dell'encefalo o nel sistema nervoso per trovare le specifiche connessioni nervose responsabili di determinati comportamenti.

Il dottor Scott W. Emmons, Ph.D., (2) leader dello studio, professore di genetica presso il Dominick P. Purpura Department of Neuroscience e la Siegfried Ullmann Chair in Molecular Genetics at Einstein, spiega: “la struttura è sempre centrale in biologia. La configurazione del DNA ha rivelato come funzionano i geni mentre la struttura delle proteine ha rivelato come funzionano gli enzimi. Ora, la struttura del sistema nervoso sta rivelando: come si comportano gli animali; come le connessioni neurali, quando sono alterate, possono causare una malattia.”

I ricercatori dell'Università Leibniz Hannover e Physikalisch-Technische Bundesanstalt sviluppano sensori quantici più sensibili per misurazioni molecolari.

Per secoli, gli esseri umani hanno ampliato la loro comprensione del mondo attraverso misurazioni sempre più precise della luce e della materia. Oggi i sensori quantici ottengono risultati estremamente accurati. Un esempio di questo è lo sviluppo di orologi atomici, che non dovrebbero né guadagnare né perdere più di un secondo in trenta miliardi di anni. Le onde gravitazionali sono state rilevate anche tramite sensori quantistici, in questo caso utilizzando interferometri ottici.

I sensori quantistici possono raggiungere sensibilità che sono impossibili secondo le leggi della fisica convenzionale che governa la vita di tutti i giorni. Questi livelli di sensibilità possono essere raggiunti solo se si entra nel mondo della meccanica quantistica con le sue affascinanti proprietà - come il fenomeno della sovrapposizione, in cui gli oggetti possono essere in due posti contemporaneamente e dove un atomo può avere due diversi livelli di energia allo stesso livello tempo.

Sia generare che controllare tali stati non classici è estremamente complesso. A causa dell'alto livello di sensibilità richiesto, queste misurazioni sono soggette a interferenze esterne. Inoltre, gli stati non classici devono essere adattati a uno specifico parametro di misurazione.

Il dottor Fabian Wolf, assieme al team di ricercatori dell'Università Leibniz di Hannover, Physikalisch-Technische Bundesanstalt di Braunschweig e dell'Istituto nazionale di ottica di Firenze, ha introdotto un metodo basato su uno stato non classico adattato a due parametri di misurazione contemporaneamente. Egli afferma: “sfortunatamente, questo spesso determina una maggiore inesattezza rispetto ad altri parametri di misurazione rilevanti. Questo concetto è strettamente legato al principio di indeterminazione di Heisenberg.”