Connect with us

Ipar

Kifejlesztették az első molekuláris elektronikai chipet

molekuláris elektronikai
Kép: NextBigFuture

Fejlesztés olyan különböző területeken hoz előrelépést, amelyek alapvetően a molekuláris kölcsönhatások megfigyelésén alapulnak.

Kifejlesztették az első molekuláris elektronikai chipet, amellyel megvalósult egy 50 éves cél, az egyes molekulák áramkörökbe való integrálása, hogy elérjék a Moore-törvény végső skálázási határait. Meglepő lehet, de első körben a gyógyítás profitálhat belőle a legtöbbet, azonban a DNS-ban történő adattárolás felé is sikerült hatalmas lépést tenni.

A Roswell Biotechnologies és egy vezető egyetemi tudósokból álló multidiszciplináris csapat hozta létre a chipet, amely egyetlen molekulát használ univerzális szenzorelemként egy áramkörben. Ezzel egy programozható bioszenzort hoz létre, amely valós időben, egyetlen molekulára is érzékenyen és a szenzor pixelsűrűségének korlátlan skálázhatóságával működhet. Az innováció ismertetése a Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) című folyóiratban jelent meg. A cikk szerint a fejlesztés olyan különböző területeken hoz előrelépést, amelyek alapvetően a molekuláris kölcsönhatások megfigyelésén alapulnak, beleértve a gyógyszerkutatást, a diagnosztikát, a DNS-szekvenálást és a proteomikát.

„A biológia úgy működik, hogy egyes molekulák beszélgetnek egymással, de a jelenlegi mérési módszereink ezt nem képesek kimutatni. Az ebben a tanulmányban bemutatott érzékelőkkel most először hallgathatjuk ki ezeket a molekuláris kommunikációkat, ami a biológiai információk új és erőteljes áttekintését teszi lehetővé”

– mondta a tanulmány társszerzője, Dr. Jim Tour, a Rice Egyetem vegyészprofesszora, a molekuláris elektronika úttörője a SciTechDaily szerint.

Ha mélyebben belenézünk, hogy mi is történik, akkor a következőt láthatjuk. A molekuláris elektronikai platform egy programozható félvezető chipből áll, amelyhez skálázható érzékelőtömb-architektúra tartozik. Minden egyes tömbelem egy elektromos árammérőből áll, amely egy precíziósan megtervezett molekuláris dróton átfolyó áramot figyel, amelyet közvetlenül az áramkörbe kapcsoló nanoelektródákkal szereltek össze. Az érzékelő programozása úgy történik, hogy a kívánt szondamolekulát egy központi, tervezett ponton a molekuláris huzalhoz csatolják. A megfigyelt áram közvetlen, valós idejű elektronikus leolvasást tesz lehetővé a szonda molekuláris kölcsönhatásairól. Ezeket a pikoamp-skála méretű áram-idő méréseket digitális formában, másodpercenként 1000 képkocka sebességgel olvassák ki az érzékelőtömbből, hogy a molekuláris kölcsönhatásokra vonatkozó adatokat nagy felbontással, pontossággal és átviteli sebességgel rögzítsék.

„E munka célja, hogy a bioérzékelést ideális technológiai alapokra helyezze a precíziós orvoslás és a személyes jóllét jövője érdekében. Ehhez nemcsak az kell, hogy a bioérzékelést chipre helyezzük, hanem az is, hogy a megfelelő módon, a megfelelő típusú érzékelővel dolgozzunk. Az érzékelő elemet molekuláris szintig előzsugorítottuk, hogy olyan bioszenzor-platformot hozzunk létre, amely egy teljesen újfajta valós idejű, egymolekulás mérést kombinál egy hosszú távú, korlátlan skálázási ütemtervvel a kisebb, gyorsabb és olcsóbb tesztek és műszerek számára”

– tette hozzá Barry Merriman, a Roswell társalapítója és tudományos igazgatója, a tanulmány vezető szerzője.

Az új molekuláris elektronikai platform valós időben, egymolekulás skálán detektálja a multiomikus molekuláris kölcsönhatásokat. A PNAS tanulmány a szondamolekulák széles skáláját mutatja be, köztük DNS-t, aptamereket, antitesteket és antigéneket, valamint a diagnosztika és a szekvenálás szempontjából releváns enzimek aktivitását, köztük a cél-DNS-hez kötődő CRISPR Cas enzimet. Az ilyen szondák széles körű alkalmazására nyílhat lehetőség például a gyors COVID-tesztelés, a gyógyszerkutatás és a proteomika területén.

A cikk egy olyan molekuláris elektronikai érzékelőt is bemutat, amely képes a DNS-szekvencia leolvasására. Ebben a szenzorban egy DNS-polimeráz, a DNS-t másoló enzim van az áramkörbe integrálva, és az eredmény az enzim működésének közvetlen elektromos megfigyelése, amint betűről betűre lemásol egy darab DNS-t. Más szekvenálási technológiákkal ellentétben, amelyek a polimeráz aktivitásának közvetett mérésére támaszkodnak, ez a megközelítés a nukleotidokat beépítő DNS-polimeráz enzim közvetlen, valós idejű megfigyelését teszi lehetővé. A cikk bemutatja, hogyan lehet ezeket az aktivitási jeleket gépi tanulási algoritmusokkal elemezni, hogy lehetővé váljon a szekvencia leolvasása.

„A Roswell szekvenáló szenzora új, közvetlen képet nyújt a polimeráz aktivitásról, amely további nagyságrendekkel fejlesztheti a szekvenálási technológiát sebesség és költség tekintetében is. Ez az ultraszabályozható chip megnyitja a lehetőséget a nagymértékben elosztott szekvenáláshoz a személyes egészség vagy a környezet monitorozásához, valamint a jövőbeli ultranagy áteresztőképességű alkalmazásokhoz, például az Exabyte-méretű DNS-adattároláshoz”

– mutatott rá az új chip távlatos jelentőségére George Church professzor, a tanulmány társszerzője, az amerikai Nemzeti Tudományos Akadémia tagja és a Roswell tudományos tanácsadó testületének tagja.

Forrás: Computerworld

Ipar

A Samsung csatlakozik a Carbon Trusthoz

A Samsung a Carbon Trusttal és egyéb nagy technológiai vállalatokkal együttműködve új módszertant vezetett be a csatlakoztatott eszközök, például a laptopok és a hangszórók használata során keletkező káros anyag kibocsátás és kibocsátás-csökkentések mérésére.

A módszertan bevezetése hozzátartozik a Samsung részvételéhez a Decarbonizing the Use-Phase of Connected Devices (DUCD) (A csatlakoztatott eszközök használati fázisának karbonsemlegesítése) kezdeményezésben. A vállalat a Carbon Trusttal, az Amazonnal, a Microsofttal és a Sky-jal közösen fogott össze azért, hogy csökkentse az internethez csatlakoztatott elektromos és elektronikai eszközök használat közbeni energiafogyasztásából eredő üvegházhatású gázkibocsátást.

Ezek a szervezetek különösen a használati fázisra összpontosítanak, mivel egy termék – a teljes életciklusát tekintve – jellemzően ebben a szakaszban termeli a legtöbb szén-dioxidot. A csatlakoztatott eszközök világszerte jelenleg körülbelül 500 terrawattóra (TWh) energiát igényelnek évente, amely megközelíti Franciaország teljes energiafelhasználását. A technológiai iparnak ezért kiemelten fontos, hogy felmérhesse és elszámolhasson a termékek szén-dioxid-kibocsátásával, valamint megoldásokat találjon az eszközök használata általi kibocsátás csökkentésére.

Az új módszertan iránymutatást adhat a vállalatoknak, hogyan értékeljék a felhasználók eszközeiből származó adatok alapján a kibocsátás mértékét, ezáltal növelve a jelentések pontosságát, amelyek eddig a jelenlegi kibocsátási elszámolásokban használt üzemidő-előrejelzéseken alapultak. A technológiai cégek a módszertan alkalmazása során elért káros anyag kibocsátáscsökkentését is elszámolhatják majd.

A felhasználás során keletkező kibocsátások éves jelentése és a kibocsátáscsökkentésről szóló kimutatás átláthatóbbá teszi a kommunikációt a felhasználókkal, és arra ösztönözheti a vállalatokat, hogy akár a felhasználási időszakban is csökkentsék a kibocsátást. Az adatok szabványosítása és pontossága arra motiválhatja őket, hogy újszerű megoldásokkal csökkenthessék eszközeik széndioxid-kibocsátását.

A Samsung közreműködik az új DUCD-módszertan bevezetésében, amely az új energiatakarékos módszerek megtalálása iránti elkötelezettségének része. Ezen újítások közé tartozik a SmartThings Energy funkció, amellyel a felhasználók nyomon követhetik energiafelhasználásukat és jobb energiahatékonysági döntéseket hozhatnak. Csakúgy mint az AI energia mód, amely a felhasználási szokások és az energiaköltség figyelembevételével segíthet az energiafelhasználás előnyösebb kezelésében.

Eszközeink életciklusuk során a használati fázisban bocsátják ki a legtöbb széndioxidot, a méréssel pedig jelentősen tehetünk a kibocsátás kezeléséért és csökkentéséért – mondta Inhee Chung, a Samsung vállalati fenntarthatósági központjának alelnöke. – A Samsung klímastratégiájának kulcsfontosságú része, hogy a felhasználókat bevonja az energiatakarékos megoldásokba, és alig várjuk, hogy a DUCD módszertanán keresztül bemutathassuk, hogy a SmartThings felülettel és annak AI energia módjával hogyan követhetik nyomon és csökkenthetik csatlakoztatott eszközeik energiafelhasználását.”

„Az összekapcsolt eszközök egyre fontosabbak mindennapi életünkben, ezért fontos, hogy a technológiai ipar kulcsszereplőivel közösen kezdhessük meg a felhasználás során keletkező kibocsátás kezelését. Ez az együttműködés egy olyan lényegesen hatékonyabb megközelítést tett lehetővé, amellyel kiszámíthatjuk és rögzíthetjük az összekapcsolt eszközökből származó széndioxid-kibocsátást és az elért csökkentéseket, valamint a kibocsátások kezelésére irányuló erőfeszítéseink alapjául szolgálhat ezen a kihívásokkal teli területen”

– mondta Felix Prettejohn, a Carbon Trust vezető tanácsadója.


További friss híreket talál az IoTmagazin főoldalán! Csatlakozzon hozzánk a Facebookon is!

Continue Reading

Ipar

Az ABB továbbfejlesztett hajtása új életre kelti a NASA szélcsatornáját

Az ABB Motion OneCare szerviz-megállapodás részeként az ABB az Amerikai Nemzeti Repülési és Űrhajózási Hivatal (NASA) számára korszerűsítette a változtatható sebességű hajtást (VSD), amivel legalább 10 évvel meghosszabbítja a hamptoni (Virginia állam) Langley Kutatóközpontban található National Transonic Facility (NTF) elnevezésű szélcsatorna élettartamát.

A nagy magasságú és a hangsebességhez közeli repülési körülmények közötti szimulálására alkalmas szélcsatornát a repülőgépek teljesítményének és üzemanyag-fogyasztásának optimalizálására használják. Ezt a szélcsatornát használták korábban a Boeing 777-es, az űrsikló és gyorsítórakétájának tesztelésére is.

2021-ben a NASA mérnökei megállapították, hogy a hajtás alkatrészeinek elöregedése miatt szükség van a szélcsatorna középfeszültségű (MV) hajtásának korszerűsítésére. Az ABB 1997-ben szállította a berendezést, amely a maga nemében a világ legnagyobb teljesítményű frekvenciaváltós hajtása: a 101 megawattos (MW) hajtás transzszonikus sebességgel áramló levegőben vagy nitrogén közegben, környezeti vagy kriogén hőmérsékleten képes tesztelni a modelleket. Ennek eredményeként az NTF a repülési körülmények szélesebb skáláját képes szimulálni, mint bármely más szélcsatorna, lehetővé téve a mérnökök számára, hogy egyedülálló információkat szerezzenek a tesztelt modellről, és tökéletesítsék a repülőgépek konstrukcióit.

Miután az ABB szervizszakértői kiértékelték a meglévő hajtás teljesítményét és gépészeti csatlakozásait, a következő lépésben egy modern, kiváló hatásfokú elektronikai komponensekből álló megoldást dolgoztak ki, amely megfelel az eredeti hajtás maximális teljesítményének, miközben magas rendelkezésre állást és megbízhatóságot biztosít.  A fejlesztések eredménye a hajtás olyan korszerűsítése volt, amely során a meglévő alapterületen belül a kulcsfontosságú alkatrészeket az ABB legújabb, legmodernebb technológiára cserélték. Az új megoldás keretében végrehajtott korszerűsítés a hajtás kis részét (a vezérlőegységet) érintette, ami minimalizálta a projekt átfutási időtartamát és a szélcsatorna üzemszünetét, illetve a keletkező hulladék és a logisztika igények lehető legnagyobb mértékű minimalizálásával példát mutatott a körforgásos megközelítésben.

„A NASA az ABB szakértelmére, technológiájára és szervizszolgáltatásaira támaszkodott annak érdekében, hogy az NTF szélcsatorna magas megbízhatóságot és üzemidőt biztosítson a tesztelési programok maximális rendelkezésre állása érdekében, és optimalizálja eszközeinek életciklusra vetített értékét”

– mondta Oswald Deuchar, az ABB Hajtások üzletágához tartozó Modernization Services részlegének vezetője.

„A szélcsatorna élettartamának legalább 10 évvel történő meghosszabbítása támogatja a NASA-t üzemeltetési céljai elérésében, miközben a hajtás kulcsfontosságú alkatrészeinek korszerűsítése a hatékonyságot és a körkörös gazdasági szemléletet mutatja.”

A NASA a korszerűsítési projektet az ABB Motion OneCare szerviz-megállapodás első részeként rendelte meg, amely a pótalkatrészekre és a karbantartásra is kiterjed. Ez a fajta megállapodás rugalmasságot biztosít az olyan üzemeltetők számára, mint a NASA, hogy a kívánt szervizszolgáltatásokat összekapcsolhassák, és így optimalizálhassák motorjaik, generátoraik és meghajtóik életciklusát.


További friss híreket talál az IoTmagazin főoldalán! Csatlakozzon hozzánk a Facebookon is!

Continue Reading

Ipar

Új verzióval jelentkezik a Siemens fejlesztői környezete

Erős tartalmi bővítéssel érkezik a piacra a TIA Portal legújabb, 20-as verziója.

Az iparvállalatok által használt Siemens fejlesztői platform olyan képeségekkel segíti a mérnökök munkáját, mint a mesterséges intelligencia, az integrált tesztelés, valamint a felhőalapú képességek. Segítségével még hatékonyabbá válhat például az ipari vezérlők (PLC-k) és kijelzők (HMI-k) programozása.

Korszerű mozgásvezérlés és teljeskörű kompatibilitás

A TIA Portal V20-at a teljesítmény növelésére és a munkafolyamatok egyszerűsítésére tervezték, de az új verzió lehetőséget biztosít a legmodernebb automatizációs funkciók kihasználására is. A Siemens kibővítette a TIA Portal kompatibilitását a teljes SIMATIC vezérlőportfólióra, így a 20-as verzió támogatja a legkorszerűbb PLC-ket, például az új moduláris S7-1500-at, valamint a Hannover Messe szakkiállításon bemutatott SIMATIC S7-1200 G2-t. Ezek az eszközök gyorsabb, precízebb és biztonságosabb gyártási folyamatokat tesznek lehetővé.

Segítségükkel a komplex gépépítési feladatok is könnyebben elvégezhetőek, az integrált mozgásvezérlési funkciók, a nagyobb számítási kapacitás és a rugalmas gépbiztonsági megoldások révén. Az S7-1200 G2 például támogatja a többtengelyes vezérlést és az egyszerű kinematikai mozgások irányítását is. A továbbfejlesztett kommunikációs teljesítmény, valamint a nagyobb memória pedig biztosítják az adatok gyors kezelését.

Az új NFC (Near Field Communication) funkció lehetővé teszi a diagnosztikai, működési és eszközadatok közvetlen elérését, amely csökkenti a gépek állásidejét, és gyorsabb adatkezelést biztosít. A magasabb fokú PLC-kompatibilitás mellett a TIA Portal V20 optimalizált programozási lehetőségeket is kínál, illetve gyorsabb programfutási elemzést biztosít a szervizelési, illetve karbantartási feladatokhoz.

Generatív AI és felhőintegráció – fókuszban a biztonság

A TIA Portalban elérhető a generatív mesterséges intelligencia képessége is. A Siemens Industrial Copilot rendszere egyszerűbbé teszi a programozási feladatokat, és gyorsabbá a hibaelhárítást. Az új verzió folyamatosan megkapja funkcionális és biztonsági frissítéseket, így a felhasználók mindig a legújabb technológiai megoldásokkal dolgozhatnak.

A kiberbiztonsági megoldások és az AI-támogatás terén is újításokat kínál a rendszer. Lehetővé teszi többek közt a SIMATIC PLC-k gyártási környezetben történő csatlakoztatását a központi felhasználókezelő rendszerhez. Ez a hozzáférés-ellenőrzés megkönnyíti a szerviztechnikusok számára a terepi eszközök elérését, vállalati hitelesítő adatok használatával. Segítségével az automatizálási eszközök jogosultságkezelése az IT-infrastruktúrához hasonló módon történik.

A rendszer zökkenőmentes adatcserét biztosít a TIA Portal, a TIA Portal Cloud, valamint a Project Server Cloud között, így lehetővé teszi a több munkaterület közötti hatékony együttműködést is. Az automatizált felhőalapú mentések és a folyamatos regressziós tesztek emellett magas kódminőséget biztosítanak.

A decemberben érkező, új verzió használatához szükséges upgrade licenszt és a telepítő anyagokat a TIA Portal SUS (Software Update Service) előfizetéssel rendelkező ügyfelek automatikusan megkapják.


További friss híreket talál az IoTmagazin főoldalán! Csatlakozzon hozzánk a Facebookon is!

Continue Reading
Advertisement
Advertisement
Advertisement Hirdetés

Facebook

Advertisement Hirdetés
Advertisement Hirdetés

Ajánljuk

Friss