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Membros protéticos microprocessados

29.10.2013

Próteses modernas para pernas proporcionam boa mobilidade para pessoas privadas de membros. No entanto, todas as próteses têm uma desvantagem - elas tornam a marcha de uma pessoa antinatural. Como resultado, quase metade dos amputados de pernas experimentam dificuldade para andar a cada ano, tropeçam e caem.

Agora, pesquisadores da Mayo Clinic, em colaboração com cientistas da Michigan Technological University (EUA), deram um passo importante para resolver esse problema. Eles criam pernas biônicas que parecem se mover como pernas normais. Durante uma caminhada, uma pessoa com uma perna amputada não notará desconforto e outras não notarão nenhuma característica na marcha.

Todo o segredo está no tornozelo. Os cientistas estão trabalhando na criação de uma prótese de tornozelo, que é controlada por um microprocessador. Esta é uma articulação muito complexa, mas os engenheiros conseguiram trazer sua mobilidade o mais próximo possível da natural. A prótese computadorizada é equipada com um sensor sensível que detecta a pressão na parte inferior das pernas e determina como a pessoa anda. O sensor envia instantaneamente sinais para o microprocessador, que por sua vez ajusta a prótese para que a marcha se torne mais natural.

Atualmente, as próteses controladas por microprocessadores disponíveis para amputados só podem mover uma perna artificial em uma direção, o que só é conveniente se a pessoa estiver andando em linha reta. Mas na vida comum, uma pessoa se move em direções diferentes, atravessa obstáculos, vira, vira, etc. A nova articulação do tornozelo, desenvolvida por engenheiros da Michigan Technological University e médicos da Mayo Clinic, pode se mover em dois eixos, incluindo rolar para o lado, bem como levantar as pernas para cima e para baixo. Além disso, os desenvolvedores moveram o mecanismo de controle da prótese para cima. Isso facilita o uso da prótese, tornando-a mais conveniente e simples.

Para o estudo, a equipe projetou e construiu uma grande esteira circular que tem uma perna robótica andando em círculos. Nos testes, a prótese conseguiu simular a caminhada humana em linha reta e com curvas. Atualmente, os cientistas estão finalizando a prótese e estão fazendo todos os esforços para torná-la acessível aos amputados.

A nova prótese não apenas melhorará a agilidade da caminhada, mas também tornará a caminhada mais segura. Afinal, para muitas pessoas com pernas amputadas, as quedas são uma ocorrência comum. A perna biônica reduzirá a chance de cair ao mínimo.

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Energia do espaço para Starship 08.05.2024

A produção de energia solar no espaço está se tornando mais viável com o advento de novas tecnologias e o desenvolvimento de programas espaciais. O chefe da startup Virtus Solis compartilhou sua visão de usar a Starship da SpaceX para criar usinas orbitais capazes de abastecer a Terra. A startup Virtus Solis revelou um ambicioso projeto para criar usinas de energia orbitais usando a Starship da SpaceX. Esta ideia poderia mudar significativamente o campo da produção de energia solar, tornando-a mais acessível e barata. O cerne do plano da startup é reduzir o custo de lançamento de satélites ao espaço usando a Starship. Espera-se que este avanço tecnológico torne a produção de energia solar no espaço mais competitiva com as fontes de energia tradicionais. A Virtual Solis planeja construir grandes painéis fotovoltaicos em órbita, usando a Starship para entregar os equipamentos necessários. Contudo, um dos principais desafios ... >>

Novo método para criar baterias poderosas 08.05.2024

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Teor alcoólico da cerveja quente 07.05.2024

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Aumentando a vida das moléculas ultrafrias 17.08.2021

O estudo de moléculas resfriadas a temperaturas muito baixas é importante para o desenvolvimento de simulações quânticas, medições de precisão, química ultrafria e muito mais. Para fazer isso, os físicos precisam aprender a resfriá-los, coletá-los e segurá-los e também protegê-los da destruição. O último fator limita significativamente a gama de experimentos e fenômenos que os cientistas poderiam investigar em tais sistemas.

O principal canal para o decaimento de moléculas ultrafrias são suas colisões inelásticas entre si. Para evitá-los, os cientistas usam a triagem, ou seja, a criação de repulsão adicional entre moléculas a distâncias nas quais os processos de interação inelástica começam. Até o momento, a blindagem de átomos e moléculas já foi implementada por muitos métodos diferentes. Por exemplo, os cientistas aprenderam como proteger moléculas de KRb ultrafrias umas das outras usando campos elétricos constantes. Apesar do progresso feito, os físicos estão constantemente à procura de novos regimes que aumentem o tempo de vida dessas moléculas.

Pesquisadores da Coréia e dos EUA, com a participação de Tijs Karman, da Universidade de Cambridge, usaram radiação de micro-ondas para blindar duas moléculas de CaF mantidas por pinças ópticas uma da outra. Eles mostraram que, controlando os parâmetros dos campos externos, é possível alternar as moléculas entre os modos de triagem e anti-triagem, alterando sua vida útil por um fator de 24.

A ideia de tal triagem é baseada no conceito de estados "vestidos". Se um sistema de dois níveis for irradiado ("vestido") com um campo alternado ressonante, a população de seus estados oscilará com a frequência Rabi. Ao controlar os parâmetros de campo, é possível garantir que entre moléculas em estados "vestidos", surja uma forte interação dipolo-dipolo de longo alcance, que pode ser atraente e repulsiva. Este último depende, entre outras coisas, de quais Estados são "vestidos" pelo campo.

Para implementar esse princípio, os autores prepararam preliminarmente duas moléculas de CaF, cada uma capturada em sua própria armadilha de pinças ópticas, aplicando um campo magnético de 27 gauss. Depois disso, os físicos por algum tempo os juntaram na presença de um campo de micro-ondas, os carregaram em diferentes direções e, usando o método de imagem lambda, observaram se eles se desfaziam ou não. Assim, os cientistas conseguiram traçar a proporção de moléculas "sobreviventes" dependendo do tempo de interação. Ao alterar a configuração dos estados "vestidos", os autores puderam influenciar esse número comparando-o com o número de moléculas "nuas" que não foram expostas às microondas.

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