ゼネラル・エレクトリック(GE)の工学者らがジェットエンジンを3次元印刷術を適用して作りながら付加加工法(additive manufacturing)に対する直接的な洞察力を得ている。 ゼネラル・エレクトリック(GE)が小型ジェットエンジンを3次元印刷術で製作することに成功したという話は関心を集めた。 報告書によると、ゼネラル・エレクトリック(GE)、工学者らは分党33,000回転数を持つ簡単なジェットエンジンを3次元印刷術で製作した。
このジェットエンジンを製作した研究チームは、米シンシナティー(Cincinnati)の外郭に位置したゼネラル・エレクトリック航空(GE Aviation)の付加加工開発センター(Additive Development Center)に所属している。 付加加工開発センターは層単位で金属粉末を溶かして3次元構造を作る3次元印刷術技法に集中している。
ゼネラル・エレクトリック航空(GE Aviation)はジェットエンジン(航空機用推進装置の一つとしてエンジンの中を通過する空気にエネルギーを付与して後方に高速で噴出してその反作用として生じる推進力を利用すること)、ターボプロップエンジン(turboprop engine:ターボジェットにプロペラを装着した航空機用ジェットエンジン)、構成部品、集積システムなどを供給している。
ゼネラル・エレクトリック航空(GE Aviation)のウェブサイトは3次元、印刷術のアプローチを検討し、既存の製作法と決別したと記述した。 "金属板から部品をフライス加工する伝統的な加工方法と異なり、付加加工法は微細な金属ブンマルチュンと電子ビームあるいはレーザーを利用して3次元コンピュータ支援設計(CAD)ファイルから直接的に部品を成長させる。 結果的に浪費する材料なしに複雑、完全に稠密な部品を他の方法で使用した時にかかった時間の団地の一部のみを使用して作ることができる"とウェブサイトは詳細に伝えた。
研究チームは技術者、機械運転者、工学者などで構成され、自分たちが持った技術を共有した。 "私たちは付加加工法で製作された部品をほぼ全面的に利用して動作する小型エンジンを製作できるかどうかを確認したかった。 これはこのプロジェクトが枝は興味深い面だった"と参加した工学者の中で一人が言った。
研究チームは'直接金属レーザー溶融(DMLM:Direct Metal Laser Melting)'と呼ばれる工程を利用しており、このような工程を利用する最も大きな長所の一つは部品を新たな形象で再設計できるということだと付加加工開発センター所属の工学者であるデイビッド・パアトシク(David Bartosik)がマルヘッダ。
ゼネラル・エレクトリック(GE)が付加加工法を探索しては現在かなりになった。 付加加工法と関連したある専門ウェブサイト(AdditiveManufacturing.com)と2013年に随行したインタビューで、グレッグ・モリス(Greg Morris)とトッド・ロクストゥロ(Todd Rockstroh)は3次元印刷術を探索するに当たってゼネラル・エレクトリック(GE)が随行したことを記述した。
トッド・ロクストゥロは'直接金属レーザー溶融(DMLM)'について話した。 "実際に金属レーザー溶融(DMLM)は層単位で3次元物体を溶融するために焦点が当てられたレーザーを使用することだ。 これは多様な産業で付加加工法のために使用される用語である選択レーザー溶融法(Selective Laser Melting)、選択レーザー焼結法(Selective Laser Sintering)、実際に金属レーザー焼結法(Direct Metal Laser Sintering)などといったものである。 私たちは3次元印刷術のための機械が技術的に焼結をせず、層単位で結合される一連の融合を重畳して遂行するために'溶融(melting)'という用語を選択した。 機械的特性は一般的に鍛造(forging)に近く、鋳造(casting)よりはるかにいい"とトッド・ロクストゥロが記述した。
"付加加工は他の方法では作ることのできない幾何学を創案しことができる能力を提供する。 付加加工はニッケルベースの合金、チタンなどと一緒に航空宇宙産業で、一般的に使用される材料を利用して構成部品を作ることができるために航空宇宙産業で、この加工法は特に魅力的だ。 そして、私たちは相当な重さの減少を許可するが、その部品に対する機械的完全性は妥協しない格子構造(lattice structure)と一緒に設計便益を提供する構造を持つ部品を付加加工法を利用して製作することができる"とグレッグ・モリスが話した。
今回は製作されたのは、複雑な商業用航空機のエンジンがない。 研究チームはリモートコントロール模型飛行機のために開発された無線操縦の航空機エンジンを設計することを始めた。 そして研究チームは、自分たちが保有した3次元印刷機のために適合化した計画を立てた。 最終製品は長さ1フィート、高さ8インチ程度とゼネラル・エレクトリックの報告書(GE Reports)でマイケル・ケラー(Michael Keller)が話した。
"付加加工は私たちが部品を設計する方法、構成要素を製造する方法、究極的に製品がどのように生じてどのような機能を遂行しなければならないかについて私たちが考え方を根本的に変化させることだ。 ゼネラル・エレクトリック(GE)で、付加加工技術に従事するすべての人々はゼネラル・エレクトリック航空(GE Aviation)が持っているこれらの技術を可能な完全に包容する組織の一部になって非常に運がいいと感じる"とゼネラル・エレクトリック航空(GE Aviation)の付加加工技術部門責任者であるグレッグ・モリスが2015年5月初めに付加加工について評した。
今年(2015年)下半期からゼネラル・エレクトリック(GE)は、最新の燃料ノズルを構成する複雑な構成要素を作るために付加加工法を利用し始める予定だ。 これは米国アラバマ州の五番(Auburn)に位置した新しい30万平方フィートの施設で遂行されるのだ。 "燃料ノズルは複雑で非常に高度なエンジン構成要素と産業を先導する燃料効率と次世代ジェットエンジンのためのもっと低い排出ガス量を達成する上で、重要なこと"とゼネラル・エレクトリック(GE)は伝えており、このノズルはリーフ(LEAP)ジェットエンジンで採用されるものだ。
2015/05/18
乳房がん転移を抑制するsiRNAを持ったナノ粒子
研究者たちが精巧に作られたナノ粒子を自然の強力な抑制剤の一つと結合してネズミ模型で三重音声乳がんが広がるのを防いだ。 研究者たちは臨床試験に向けて働いていて他のガンと病気のためにその技術を使用する方法も探している。
ケースウェスタンリジョブデ(Case Western Reserve University)にある研究者たちが精巧に作られたナノ粒子と自然の最も強力な撹乱剤のひとつと結合させて、ネズミの模型で三重音声乳がんが広がるのを防いだ。
この非常に攻撃的なガンの種類は管理しにくく、現在のFDAは承認された標的化された治療剤がない。 しかし、ジャーナルCancer Researchに掲載されたある新しい研究から出た驚くべき結果で、研究者たちは三重音声がんとより多くのための潜在性のあるゲーム-チェンジャーを持つようになったと楽観している。 "細胞の中には多数の標的がある"とケースウェスタンリザーブ医学部や筐体総合癌センター(Case Comprehensive Cancer Center)の腫瘍学教授で、今回の研究をリードしたWilliam Schiemannは述べた。 "この技術を持って、私たちは他のガンともっと多くの病気—潜在的に免疫学を基盤とする病気までも—に向けたどんな遺伝子や位置を目印にすることができる"とSchiemannは付け加えた。
siRNAを運ぶナノ粒子の定期的な注入はタンパク質β3人テリーヌ(β3 integrin)の発現を調節する遺伝子を沈黙させた。 内皮性-ガンヨプソン転換(endothelial-mesenchymal transition(EMT))と呼ばれる細胞-発達過程でβ3人テリーヌの発現はガンがそれの一次的な腫瘍から広まっているために必須的だ。 米国で乳房がんのほぼ15%が三重音声でその類型は20代と30代のアフリカ系アメリカ人女性との間に最も広く広がっている。 国立がん研究所(National Cancer Institute)によると、ガンを早く発見してウォンバルソンアムに限定した女性たちの5年生存率は98%である。 しかし、遠隔転移を診断されたこれらの生存率は25%以下に落ちる。
転移や対立するために、Schiemannはケースウェスタンリザーブ大の生命医学工学M.Frank and Margaret Domiter Rudy教授のZheng-Rong Luと、今は博士後研究院のJenny Parvani、大学院生であるManeesh Gujrati、学部学生のMargaret Mackとチームを成した。 Luの研究室は一世紀の間、体の中の特定の標的に薬物を伝達するために地質を基盤とするナノ粒子を開発してきた。 地質は地方と油を含むが、これら有機分子はまた、細胞構造や機能でビルのブロックだ。
Schiemanの研究室はEMTの過程を調整するための方法を調査している。 彼は彼らが短い干渉RNA(small interfering RNA)または沈黙RNAの略語であるsiRNAを持ってβ3人テリーヌを標的とすると提示した。 LuがECOと名付けた、このナノ粒子は多くの障害物を航海する。 それは血管-脳関門を通過するのに、これは効果的な治療に重要である。 この類のがんから出た転移性細胞はしばしば脳に刻まれる。 ECOは血液で循環する間に分解を耐えて体の免疫系から隠れている。 ECOはエンドソームら(endosomes)がそれをかばってがん細胞内に移動させるよう誘導する。 その粒子の構成は遠藤ちょっと幕に閉じ込められて酵素がいっぱいのリソジョムたち(lysosomes)によって消化されるのを防ぐ。 このナノ粒子はβ3人テリーヌの発現を調整する遺伝子でそれらを率いるRGDペプチドでコーティングされている。 その遺伝子TGF-βに付いたとき、そのナノ粒子はその機構が作動しないようにするsiRNAを放出する。
この研究はβ3人テリーヌの不足が移動するがん細胞の生産を防ぐというますます増えている証拠を加える。 この研究において、三重音声乳がんのネズミバージョンを持った五匹のネズミに14週間、5日ごとにイムジャを注入した。 対照群、マウスと比較して、このように処理されたねずみの腫瘍はかなり減少したが、さらに重要なことはその治療が転移に注意的に抑制したということだ。 人間三重音声乳がんを持った五匹のネズミたちが同じ治療を受けたが、これらも同じ結果を出した。 "その結果は本当に、本当に驚くべきだ"とLuは述べた。 "私は実は驚いた"とSchiemanは述べた。 "私たちは実験室で試験管でどんなこともできるが、ネズミの生きている体からこれをするのは越え難い大きな障害物"とSchiemanは付け加えた。
治療を中断して4週間後に、その処理されたネズミたちは腫瘍がないまま維持されたが、処理されていないネズミでがんは継続して育った。 治療軍と対照群の間に体重から有意的な差がないので、、その治療の低い毒性を示した。 この研究者たちはその伝達システムが安全かどうかをもっと試しており、容量実験や臨床試験に向けた他の段階をために支援金を探している。 "私たちはまた、他の遺伝子、他の治療法、そしてもっと多くの配信プラットフォームをうかがっている"とLuは述べた。
ケースウェスタンリジョブデ(Case Western Reserve University)にある研究者たちが精巧に作られたナノ粒子と自然の最も強力な撹乱剤のひとつと結合させて、ネズミの模型で三重音声乳がんが広がるのを防いだ。
この非常に攻撃的なガンの種類は管理しにくく、現在のFDAは承認された標的化された治療剤がない。 しかし、ジャーナルCancer Researchに掲載されたある新しい研究から出た驚くべき結果で、研究者たちは三重音声がんとより多くのための潜在性のあるゲーム-チェンジャーを持つようになったと楽観している。 "細胞の中には多数の標的がある"とケースウェスタンリザーブ医学部や筐体総合癌センター(Case Comprehensive Cancer Center)の腫瘍学教授で、今回の研究をリードしたWilliam Schiemannは述べた。 "この技術を持って、私たちは他のガンともっと多くの病気—潜在的に免疫学を基盤とする病気までも—に向けたどんな遺伝子や位置を目印にすることができる"とSchiemannは付け加えた。
siRNAを運ぶナノ粒子の定期的な注入はタンパク質β3人テリーヌ(β3 integrin)の発現を調節する遺伝子を沈黙させた。 内皮性-ガンヨプソン転換(endothelial-mesenchymal transition(EMT))と呼ばれる細胞-発達過程でβ3人テリーヌの発現はガンがそれの一次的な腫瘍から広まっているために必須的だ。 米国で乳房がんのほぼ15%が三重音声でその類型は20代と30代のアフリカ系アメリカ人女性との間に最も広く広がっている。 国立がん研究所(National Cancer Institute)によると、ガンを早く発見してウォンバルソンアムに限定した女性たちの5年生存率は98%である。 しかし、遠隔転移を診断されたこれらの生存率は25%以下に落ちる。
転移や対立するために、Schiemannはケースウェスタンリザーブ大の生命医学工学M.Frank and Margaret Domiter Rudy教授のZheng-Rong Luと、今は博士後研究院のJenny Parvani、大学院生であるManeesh Gujrati、学部学生のMargaret Mackとチームを成した。 Luの研究室は一世紀の間、体の中の特定の標的に薬物を伝達するために地質を基盤とするナノ粒子を開発してきた。 地質は地方と油を含むが、これら有機分子はまた、細胞構造や機能でビルのブロックだ。
Schiemanの研究室はEMTの過程を調整するための方法を調査している。 彼は彼らが短い干渉RNA(small interfering RNA)または沈黙RNAの略語であるsiRNAを持ってβ3人テリーヌを標的とすると提示した。 LuがECOと名付けた、このナノ粒子は多くの障害物を航海する。 それは血管-脳関門を通過するのに、これは効果的な治療に重要である。 この類のがんから出た転移性細胞はしばしば脳に刻まれる。 ECOは血液で循環する間に分解を耐えて体の免疫系から隠れている。 ECOはエンドソームら(endosomes)がそれをかばってがん細胞内に移動させるよう誘導する。 その粒子の構成は遠藤ちょっと幕に閉じ込められて酵素がいっぱいのリソジョムたち(lysosomes)によって消化されるのを防ぐ。 このナノ粒子はβ3人テリーヌの発現を調整する遺伝子でそれらを率いるRGDペプチドでコーティングされている。 その遺伝子TGF-βに付いたとき、そのナノ粒子はその機構が作動しないようにするsiRNAを放出する。
この研究はβ3人テリーヌの不足が移動するがん細胞の生産を防ぐというますます増えている証拠を加える。 この研究において、三重音声乳がんのネズミバージョンを持った五匹のネズミに14週間、5日ごとにイムジャを注入した。 対照群、マウスと比較して、このように処理されたねずみの腫瘍はかなり減少したが、さらに重要なことはその治療が転移に注意的に抑制したということだ。 人間三重音声乳がんを持った五匹のネズミたちが同じ治療を受けたが、これらも同じ結果を出した。 "その結果は本当に、本当に驚くべきだ"とLuは述べた。 "私は実は驚いた"とSchiemanは述べた。 "私たちは実験室で試験管でどんなこともできるが、ネズミの生きている体からこれをするのは越え難い大きな障害物"とSchiemanは付け加えた。
治療を中断して4週間後に、その処理されたネズミたちは腫瘍がないまま維持されたが、処理されていないネズミでがんは継続して育った。 治療軍と対照群の間に体重から有意的な差がないので、、その治療の低い毒性を示した。 この研究者たちはその伝達システムが安全かどうかをもっと試しており、容量実験や臨床試験に向けた他の段階をために支援金を探している。 "私たちはまた、他の遺伝子、他の治療法、そしてもっと多くの配信プラットフォームをうかがっている"とLuは述べた。
2015/05/17
繊維強化高分子複合材料研究
伝統的な材料に比べて複合材料は代替できない特性を保有している。 新型繊維強化高分子複合材料は軽量、高強度、総合性能などの面で優位が明確、宇宙航空、国防、建築などの分野で幅広く活用されている。 だけでなく、自動車、船舶製造、医療機器、運動機器などの分野でも広範に活用できる見込みを持っている。
材料の界面吸着(surface adsorption)技術が繊維強化複合材料作る核心と言われている。 特にシロキサン(Siloxane)結合剤と伝統的な技術を採用して製造された繊維強化材料は、繊維とマトリックス(Matrix)が容易に分離される短所を抱えている。 だけでなく、シロキサン結合剤を使用できる高分子マトリックス材料の範囲も非常に制限的だ。
このような現実を考慮し、中国科学院シンジャン(新疆)物理化学技術研究所傘下の精密化学工程技術研究センターの研究陣はガラス繊維強化高分子複合材料の界面コントロールと機能化拡張に関する研究を推進した。
研究陣は先にチョブンジャ(Supramolecular)多重水素結合(Multiple hydrogen bonding)を活用して新型機能と構造を保有した高分子素材中の中核問題を解決してデザインする新しいアイデアを提出した。 このような新しい素材のデザイン方法はいろんなネタ界面のナノ接着をデザインすることができる上で活用されることができ、繊維強化の高分子マトリックス材料の活用範囲を拡張することができる。
だけじゃなくて識別プロセスを通じて可逆(Reversible)特性及び合理的なデザインを利用可能である。 また、新型多重水素結合の単元のチョブンジャ作用を基盤にした重合体(Polymer)デザインは様々な刺激-反応、吸音(Sound absorption)、ダンピング(damping)などの機能素材分野に応用することができる見込みが非常に大きい。
このほかにも研究陣は熱可塑性樹脂のポリプロピレン(PP)とガラス繊維(GF)の間の界面融合性(compatibility)と接着強度を向上するためにGFに対する3段階チプジョク方法を実行した。 つまりGFにトライエトクシレーン(Triethoxysilane)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI、hexamethylene diisocyanate)やベンジルアミン(benzylamine)などを漸進的に活用してGFの表面に分子鎖が生成されるようにする方法だ。
如上の方法を採用した結果、複合材料の引張強度(tensile strength)が大幅に向上することが分かった。 これから界面コントロールと機能化を通じて繊維と高分子材料の界面融合の成果付着力を高められるだけでなく、使用可能なマトリックス材料の範囲を大きく広げることができるということを知ることができる。
材料の界面吸着(surface adsorption)技術が繊維強化複合材料作る核心と言われている。 特にシロキサン(Siloxane)結合剤と伝統的な技術を採用して製造された繊維強化材料は、繊維とマトリックス(Matrix)が容易に分離される短所を抱えている。 だけでなく、シロキサン結合剤を使用できる高分子マトリックス材料の範囲も非常に制限的だ。
このような現実を考慮し、中国科学院シンジャン(新疆)物理化学技術研究所傘下の精密化学工程技術研究センターの研究陣はガラス繊維強化高分子複合材料の界面コントロールと機能化拡張に関する研究を推進した。
研究陣は先にチョブンジャ(Supramolecular)多重水素結合(Multiple hydrogen bonding)を活用して新型機能と構造を保有した高分子素材中の中核問題を解決してデザインする新しいアイデアを提出した。 このような新しい素材のデザイン方法はいろんなネタ界面のナノ接着をデザインすることができる上で活用されることができ、繊維強化の高分子マトリックス材料の活用範囲を拡張することができる。
だけじゃなくて識別プロセスを通じて可逆(Reversible)特性及び合理的なデザインを利用可能である。 また、新型多重水素結合の単元のチョブンジャ作用を基盤にした重合体(Polymer)デザインは様々な刺激-反応、吸音(Sound absorption)、ダンピング(damping)などの機能素材分野に応用することができる見込みが非常に大きい。
このほかにも研究陣は熱可塑性樹脂のポリプロピレン(PP)とガラス繊維(GF)の間の界面融合性(compatibility)と接着強度を向上するためにGFに対する3段階チプジョク方法を実行した。 つまりGFにトライエトクシレーン(Triethoxysilane)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI、hexamethylene diisocyanate)やベンジルアミン(benzylamine)などを漸進的に活用してGFの表面に分子鎖が生成されるようにする方法だ。
如上の方法を採用した結果、複合材料の引張強度(tensile strength)が大幅に向上することが分かった。 これから界面コントロールと機能化を通じて繊維と高分子材料の界面融合の成果付着力を高められるだけでなく、使用可能なマトリックス材料の範囲を大きく広げることができるということを知ることができる。
紫外線にレアアース金属分離
KU Leuvenの研究陣は既存の溶媒の代わりに紫外線に二つのレアアース(ユウロピウムとイットリウム)を分離することができる新しい方法を開発した。 この研究結果はジャーナルGreen Chemistryに掲載され、蛍光ランプと低エネルギー電球のリサイクルに向けた新たな機会を提供する。
ユウロピウム(Europium)とイットリウム(yttrium)は、環境破壊なく、持続可能な技術や先端技術分野に一般的に使用される二つのレアアース金属だ。 このようなレアアース金属は採掘が大変なため、彼らをリサイクルすることは大きな関心を集めている。 ユウロピウムとイットリウムは赤ランプ、蛍光体で回収されことができる。 このような粉末はネオンチューブのような蛍光ランプで使用される。
2015年初めに、今回の研究陣は収集された蛍光ランプと低エネルギー電球でユウロピウムとイットリウムをリサイクルできる新しいイオン液体技術を開発した。 このような方法はランプの中の粉末を再使用するように赤色ランプ蛍光体を全部リサイクルする。 しかし、他の分野に適用するためには、レアアース混合物でユウロピウムとイットリウムを分離する必要がある。
二つのレアアースを分離することは複雑だ。 今回の研究陣はこれを次のように説明した:"従来の方法は、守城山の中にユウロピウムとイットリウムを溶解する。 その後に抽出剤と溶媒が守城液体の中に添加されて、これは'賞(phase)'として知られる二つの分離された層を生成する:二つの層が接触されるとき、二つのレアアース金属の一つは溶媒で抽出されるが、他の希土類金属は液体層の中に残る。"
しかし、このプロセスは効率と純度の観点ではるかに向上しなければならない:これは特定のレアアース金属が高い濃度を持つことができるように数十回反復する必要があり、ユウロピウムが含まれた液体の中でイットリウムを追跡することができる。
今回の研究陣は溶媒の代わりに紫外線に、液体混合物でユウロピウムを回収することができた。 "紫外線はイオンとして知られる電気的に帯電粒子に影響を及ぼす。 ユウロピウムとイットリウムはイオンダン3つの陽電子を持つ。 ユウロピウムとイットリウムの溶液に紫外線を照らすことによって、我々はシステムの中にエネルギーを追加する。 結果的に、ユウロピウムイオン党一つの正電荷は中性となる。 私たちが硫酸塩を追加する時、団地ユウロピウムがこれと反応する。 結局、イットリウムだけが溶液の中に残ることになる"とBart Van den Bogaertが話した。
紫外線の長所は液体の中にどのような有害な化学物質も残さずに合成混合物の中の分離効率や純度が非常に高いということだ:ユウロピウムの95%以上が溶液で回収される。 沈殿物はイットリウムをほとんど含まないように98.5%の純度を持つ。 類似した純度を工業用混合物から得られるが、分離効率はさらに向上する必要がある。 さらに向上した分離効率は、今回の研究陣の次のプロジェクトの一つとなる。 この研究結果はジャーナルGreen Chemistryに"Photochemical recycling of europium from Eu/Y mixtures in red lamp phosphor waste streams"というタイトルで掲載された。
ユウロピウム(Europium)とイットリウム(yttrium)は、環境破壊なく、持続可能な技術や先端技術分野に一般的に使用される二つのレアアース金属だ。 このようなレアアース金属は採掘が大変なため、彼らをリサイクルすることは大きな関心を集めている。 ユウロピウムとイットリウムは赤ランプ、蛍光体で回収されことができる。 このような粉末はネオンチューブのような蛍光ランプで使用される。
2015年初めに、今回の研究陣は収集された蛍光ランプと低エネルギー電球でユウロピウムとイットリウムをリサイクルできる新しいイオン液体技術を開発した。 このような方法はランプの中の粉末を再使用するように赤色ランプ蛍光体を全部リサイクルする。 しかし、他の分野に適用するためには、レアアース混合物でユウロピウムとイットリウムを分離する必要がある。
二つのレアアースを分離することは複雑だ。 今回の研究陣はこれを次のように説明した:"従来の方法は、守城山の中にユウロピウムとイットリウムを溶解する。 その後に抽出剤と溶媒が守城液体の中に添加されて、これは'賞(phase)'として知られる二つの分離された層を生成する:二つの層が接触されるとき、二つのレアアース金属の一つは溶媒で抽出されるが、他の希土類金属は液体層の中に残る。"
しかし、このプロセスは効率と純度の観点ではるかに向上しなければならない:これは特定のレアアース金属が高い濃度を持つことができるように数十回反復する必要があり、ユウロピウムが含まれた液体の中でイットリウムを追跡することができる。
今回の研究陣は溶媒の代わりに紫外線に、液体混合物でユウロピウムを回収することができた。 "紫外線はイオンとして知られる電気的に帯電粒子に影響を及ぼす。 ユウロピウムとイットリウムはイオンダン3つの陽電子を持つ。 ユウロピウムとイットリウムの溶液に紫外線を照らすことによって、我々はシステムの中にエネルギーを追加する。 結果的に、ユウロピウムイオン党一つの正電荷は中性となる。 私たちが硫酸塩を追加する時、団地ユウロピウムがこれと反応する。 結局、イットリウムだけが溶液の中に残ることになる"とBart Van den Bogaertが話した。
紫外線の長所は液体の中にどのような有害な化学物質も残さずに合成混合物の中の分離効率や純度が非常に高いということだ:ユウロピウムの95%以上が溶液で回収される。 沈殿物はイットリウムをほとんど含まないように98.5%の純度を持つ。 類似した純度を工業用混合物から得られるが、分離効率はさらに向上する必要がある。 さらに向上した分離効率は、今回の研究陣の次のプロジェクトの一つとなる。 この研究結果はジャーナルGreen Chemistryに"Photochemical recycling of europium from Eu/Y mixtures in red lamp phosphor waste streams"というタイトルで掲載された。
脳の長期記憶を模倣するナノメモリーセル
MicroNano Research Facility(MNRF)の研究チームは、様々な情報を同時に加工して保存する脳の能力を模倣できる世界初の電子多相メモリーセル(electronic multi-state memory cell)の一つを開発するのに成功した。
本開発を通じて研究チームはバイオニック・ブレイン(bionic brain)の開発の核心である人間の脳に対する重要な電子的側面を模倣するのに一歩近づくことができるようになっており、アルツハイマー(Alzheimer)、パーキンソン(Parkinson)病気のようなありふれた神経学的疾患の成功的治療の道を繰り上げて与えることになるものと期待される。
本研究結果は著名な材料科学ジャーナルであるAdvanced Functional Materials("Donor-Induced Performance Tuning of Amorphous SrTiO3 Memristive Nanodevices:Multistate Resistive Switching and Mechanical Tunability")誌に掲載された。
プロジェクトリーダーであり、RMIT Functional Materials and Microsystems Research Groupの共同のリーダーのSharath Sriram博士は、今回の革新的な開発を通じて脳が長期記憶のために使用する方式を模倣できるようになったと評価した。 これはアナログ情報を習って保存し、保存された情報を早く出すことができるメモリーを有した脳と類似したシステムを開発するのに一層接近するようになったと付け加えた。
高密度超高速アナログメモリーセルを開発する能力は、非常に高度な生物学的神経ネットワークを模倣する方法を提供することになる。 研究チームはRMITで移転に開発したことを基礎として活用したが、それは人間の髪の毛より万倍はもっと細い非常に薄いフィルムの形で機能性酸化物質を使用し、超高速ナノサイズのメモリーだ。
本研究の第1著者であるHussein Nili博士は、本発見が重要なのは脳の方法と同じように情報を保存して加工する多相セルを開発したという点だと強調した。 白黒だけで写真を撮ることができる古いカメラを考えてみよう。 類似するが、白黒がないすべての色と色、光や質感などを具現できるようになったという点が主要な発展と付け加えた。
たとえ新しい機器が'0'と'1'でデータを保存する従来のデジタルメモリよりはるかに多くの情報を保存できるといえど、既存の情報を記憶して維持する脳のような能力がさらに興味深い点だ。
もう研究チームはメムリス・(memristive)効果を最大限に活用するため、金属原子を添加して酸化物材料の特性を研究した。 芽武リスト効果はメモリー成分の挙動が既存の経験に依存したことを意味する。
ナノサイズメモリーはバイオニック・ブレインの開発に必要な複雑な人工知能ネットワークの保存の要素について、前駆体に該当する。
本研究は人間を対象とする実験で、倫理的問題を起こさないように、身体の外で人間の脳を模倣した機器を活用するなどの多くの実用性を持つようになるだろう。 もし人体の外で脳を模倣することができれば、脳に対する治療等における倫理的問題を最小化することにより神経学的条件をさらに理解することができるようになるだろう。
本開発を通じて研究チームはバイオニック・ブレイン(bionic brain)の開発の核心である人間の脳に対する重要な電子的側面を模倣するのに一歩近づくことができるようになっており、アルツハイマー(Alzheimer)、パーキンソン(Parkinson)病気のようなありふれた神経学的疾患の成功的治療の道を繰り上げて与えることになるものと期待される。
本研究結果は著名な材料科学ジャーナルであるAdvanced Functional Materials("Donor-Induced Performance Tuning of Amorphous SrTiO3 Memristive Nanodevices:Multistate Resistive Switching and Mechanical Tunability")誌に掲載された。
プロジェクトリーダーであり、RMIT Functional Materials and Microsystems Research Groupの共同のリーダーのSharath Sriram博士は、今回の革新的な開発を通じて脳が長期記憶のために使用する方式を模倣できるようになったと評価した。 これはアナログ情報を習って保存し、保存された情報を早く出すことができるメモリーを有した脳と類似したシステムを開発するのに一層接近するようになったと付け加えた。
高密度超高速アナログメモリーセルを開発する能力は、非常に高度な生物学的神経ネットワークを模倣する方法を提供することになる。 研究チームはRMITで移転に開発したことを基礎として活用したが、それは人間の髪の毛より万倍はもっと細い非常に薄いフィルムの形で機能性酸化物質を使用し、超高速ナノサイズのメモリーだ。
本研究の第1著者であるHussein Nili博士は、本発見が重要なのは脳の方法と同じように情報を保存して加工する多相セルを開発したという点だと強調した。 白黒だけで写真を撮ることができる古いカメラを考えてみよう。 類似するが、白黒がないすべての色と色、光や質感などを具現できるようになったという点が主要な発展と付け加えた。
たとえ新しい機器が'0'と'1'でデータを保存する従来のデジタルメモリよりはるかに多くの情報を保存できるといえど、既存の情報を記憶して維持する脳のような能力がさらに興味深い点だ。
もう研究チームはメムリス・(memristive)効果を最大限に活用するため、金属原子を添加して酸化物材料の特性を研究した。 芽武リスト効果はメモリー成分の挙動が既存の経験に依存したことを意味する。
ナノサイズメモリーはバイオニック・ブレインの開発に必要な複雑な人工知能ネットワークの保存の要素について、前駆体に該当する。
本研究は人間を対象とする実験で、倫理的問題を起こさないように、身体の外で人間の脳を模倣した機器を活用するなどの多くの実用性を持つようになるだろう。 もし人体の外で脳を模倣することができれば、脳に対する治療等における倫理的問題を最小化することにより神経学的条件をさらに理解することができるようになるだろう。
スマートグリッドセキュリティ標準の根本的欠陥に対する懸念を示した
スマートグリッドネットワークのために考案された暗号化・標準が根本的に欠陥を持っており、どのような用途に活用されても、真偽に対する保証を提供できないものと推定されているという研究結果が台頭し、関連内容について詳細に調査してみよう。
公開スマートグリッドプロトコル連合によって開発されて欧州連合電気通信標準協会が適用した今回の標準は、スマートグリッドの導入の真偽と暗号化を提供するだけでなく、電子グリッドを通じて情報の収集、伝送のような様々な問題を扱うための目的を持っているという。
しかし、スマートグリッドの裏の技術は保安省と個人情報保護にあるため、これを十分に履行することが難しいという非難を繰り返し受けてきていることが分かって問題になっている状況であると言えよう。
公開スマートグリッドプロトコルのスマートグリッドセキュリティ標準はPassauの大学の情報数学部門の博士課程者であるPhilipp JovanovicさんとポルトガルのCoimbra大学の科学技術分野の博士課程者であるSamuel Neves氏が著述した論文を調べてみるとその真偽を確認することが分かった。
該当・ジャーナルによると、公開スマートグリッドプロトコルによって開発された認証、暗号化スキーマはRC4や家庭用メッセージ認証コードの標準構成要素とは距離が遠いということを発見しており、これに多数の反復的な鍵回復攻撃を試演した結果、まず基本的な変種を通じてほぼ13個に達するクエリーを得ることができ、とても少ない時間的複雑性万を具現することができたという。 より洗練された方式の攻撃を通じては、当該セキュリティ標準をただ4つのクエリーだけで打ち砕くことができる、25度の簡単な運営を通じて2時間ほどの複雑性を経験することができたという。
また、他の方式では人為的な1つの妥当な一般テキスト形式のタグ組を通じて平均約144つのメッセージ認証クエリーに対する鍵を復元することができたり、1つの暗号化テキストと関連されたタグ組を得、168つの暗号文確認クエリーを獲得できることが分かった。
これらの研究陣が出した結論を見ると、最も問題となる事案は、機関及び組職が自社の暗号化関連システムなどを一つにまとめておくという試みをしており、これによって多数のセキュリティ上欠点があるものだというものだという。 研究陣が描写した多数のハッキング攻撃によって相対的に容易で、急速に復号鍵を手に入れることができたということだと言えよう。
RC4暗号化システムについて焦点を合わせることの代わりに彼らは家庭用として活用されている公開スマートグリッドプロトコルで作られたOMAアルゴリズムを今回の実験に活用したことが分かった。
しかし、公開スマートグリッドプロトコル連合の主張では先立って言及されたセキュリティ標準をグレードアップさせる計画をすでに持っていることを明らかにしたことが分かった。 2014年11月にすでに当該記事についた草案が発表され、2015年4月頃、アップデートを発表して追加的なセキュリティ特徴を挿入させており、現在のセキュリティ上の設計構造を補完することになることができるだろうと主張しており、果たしてスマートグリッドの安全がどれだけ効果的に保障された状態で開発できるかどうか今後見守るべきだろうと予想される時点だといえよう。
公開スマートグリッドプロトコル連合によって開発されて欧州連合電気通信標準協会が適用した今回の標準は、スマートグリッドの導入の真偽と暗号化を提供するだけでなく、電子グリッドを通じて情報の収集、伝送のような様々な問題を扱うための目的を持っているという。
しかし、スマートグリッドの裏の技術は保安省と個人情報保護にあるため、これを十分に履行することが難しいという非難を繰り返し受けてきていることが分かって問題になっている状況であると言えよう。
公開スマートグリッドプロトコルのスマートグリッドセキュリティ標準はPassauの大学の情報数学部門の博士課程者であるPhilipp JovanovicさんとポルトガルのCoimbra大学の科学技術分野の博士課程者であるSamuel Neves氏が著述した論文を調べてみるとその真偽を確認することが分かった。
該当・ジャーナルによると、公開スマートグリッドプロトコルによって開発された認証、暗号化スキーマはRC4や家庭用メッセージ認証コードの標準構成要素とは距離が遠いということを発見しており、これに多数の反復的な鍵回復攻撃を試演した結果、まず基本的な変種を通じてほぼ13個に達するクエリーを得ることができ、とても少ない時間的複雑性万を具現することができたという。 より洗練された方式の攻撃を通じては、当該セキュリティ標準をただ4つのクエリーだけで打ち砕くことができる、25度の簡単な運営を通じて2時間ほどの複雑性を経験することができたという。
また、他の方式では人為的な1つの妥当な一般テキスト形式のタグ組を通じて平均約144つのメッセージ認証クエリーに対する鍵を復元することができたり、1つの暗号化テキストと関連されたタグ組を得、168つの暗号文確認クエリーを獲得できることが分かった。
これらの研究陣が出した結論を見ると、最も問題となる事案は、機関及び組職が自社の暗号化関連システムなどを一つにまとめておくという試みをしており、これによって多数のセキュリティ上欠点があるものだというものだという。 研究陣が描写した多数のハッキング攻撃によって相対的に容易で、急速に復号鍵を手に入れることができたということだと言えよう。
RC4暗号化システムについて焦点を合わせることの代わりに彼らは家庭用として活用されている公開スマートグリッドプロトコルで作られたOMAアルゴリズムを今回の実験に活用したことが分かった。
しかし、公開スマートグリッドプロトコル連合の主張では先立って言及されたセキュリティ標準をグレードアップさせる計画をすでに持っていることを明らかにしたことが分かった。 2014年11月にすでに当該記事についた草案が発表され、2015年4月頃、アップデートを発表して追加的なセキュリティ特徴を挿入させており、現在のセキュリティ上の設計構造を補完することになることができるだろうと主張しており、果たしてスマートグリッドの安全がどれだけ効果的に保障された状態で開発できるかどうか今後見守るべきだろうと予想される時点だといえよう。
チェコ、従来のDukovanyの敷地に、新規原発建設を好む
チェコの二番目の原発敷地であるTemelinの敷地に、新規原発を建設するよりは現在、原発が運営されているDukovanyの敷地に、新規原発を建設することにより優先順位があるとチェコの産業貿易部Jan Mladek長官が2015年5月4日明らかにした。
チェコ政府でエネルギー政策に最初の責任を負っているMladek長官は498MW容量のDukovany 1号機が2035年に永久に迷惑になって同一敷地の残りの3つの好機も2037年に退役するためにチェコ政府の原発建設の優先順位が変わったと説明した。 Mladek長官はTemelin地域は全然そうではないが、Dukovany地域でも原発の建設について強力な苦情が継続されるのも、このような政策を変えようになった原因だとプラハで開催された言論対象プリピンで説明した。
2基の新規原発が、従来の原発設備容量を代替するため、Dukovanyの敷地に長期的を建設すると彼は明らかにした。 Temelinの敷地に原発を建設することは予想しなかった場合を備えてずっと準備状態に維持することを明らかにした彼はオーストリアの緑色運動が隣接したチェコ共和国が新規原発を建設することを憂慮しているという事実を想起させた。
長官は次のように計画を変更することによる一つの損害はTemelinの敷地は新規原発建設のために最近多く準備が進められているのに対して、Dukovanyの敷地は新規原発建設のためには、相対的に多くの準備と時間がかかるという点だと公開した。
チェコ政府が経営する電力会社であるCEZ社はチェコ政府が新たに新設される原発で生産される電力に対して価格を保証することを拒否すると、Temelinの敷地に2基の新規原発を発注しようとする入札を保留したことがある。
Westinghouse社とロシアのAtomstroyexport社、Gidropress社やチェコのエンジニアリング会社であるSkoda JS社のコンソーシアムはTemelin、新規原発の落札に向けて、お互いに競争してきた。
新たに建設される原発で生産される電力に対する価格保障については、今年7月やチェコ政府が結論を出す見通しだ。 新規原発建設のために新たな国営会社が設立される可能性もあるものと伝えられた。
一方、CEZ社は今年末までDukovany 1号機に対する10年の寿命の延長が行われるものと予想している。 該当原発は1985年に商業運転を開始したことがある。 同一の寿命の延長が2号機についても2016年に行われ、3、4号機は2017年に行われると見通している。
チェコ政府でエネルギー政策に最初の責任を負っているMladek長官は498MW容量のDukovany 1号機が2035年に永久に迷惑になって同一敷地の残りの3つの好機も2037年に退役するためにチェコ政府の原発建設の優先順位が変わったと説明した。 Mladek長官はTemelin地域は全然そうではないが、Dukovany地域でも原発の建設について強力な苦情が継続されるのも、このような政策を変えようになった原因だとプラハで開催された言論対象プリピンで説明した。
2基の新規原発が、従来の原発設備容量を代替するため、Dukovanyの敷地に長期的を建設すると彼は明らかにした。 Temelinの敷地に原発を建設することは予想しなかった場合を備えてずっと準備状態に維持することを明らかにした彼はオーストリアの緑色運動が隣接したチェコ共和国が新規原発を建設することを憂慮しているという事実を想起させた。
長官は次のように計画を変更することによる一つの損害はTemelinの敷地は新規原発建設のために最近多く準備が進められているのに対して、Dukovanyの敷地は新規原発建設のためには、相対的に多くの準備と時間がかかるという点だと公開した。
チェコ政府が経営する電力会社であるCEZ社はチェコ政府が新たに新設される原発で生産される電力に対して価格を保証することを拒否すると、Temelinの敷地に2基の新規原発を発注しようとする入札を保留したことがある。
Westinghouse社とロシアのAtomstroyexport社、Gidropress社やチェコのエンジニアリング会社であるSkoda JS社のコンソーシアムはTemelin、新規原発の落札に向けて、お互いに競争してきた。
新たに建設される原発で生産される電力に対する価格保障については、今年7月やチェコ政府が結論を出す見通しだ。 新規原発建設のために新たな国営会社が設立される可能性もあるものと伝えられた。
一方、CEZ社は今年末までDukovany 1号機に対する10年の寿命の延長が行われるものと予想している。 該当原発は1985年に商業運転を開始したことがある。 同一の寿命の延長が2号機についても2016年に行われ、3、4号機は2017年に行われると見通している。
2015/05/01
科学ジャーナルに飛び火した人間胚芽矯正議論
人間胚芽遺伝子の矯正を報告した論文が論議を引き起こした中、論文が出版された過程も、また疑問を抱かせている。 3月18日、北京所在のオンラインジャーナル<Protein & Cell>に掲載された論文の主要著者である広州中山大学のファンジュンジュ博士は"<Nature>と<Science>が倫理的問題のために論文掲載を断った"と明らかにしている。 二・ジャーナルは詳細な過程を秘密に付しながらも、人間胚芽遺伝子、矯正が複雑な問題だったことを認めている。
"この分野は非常に複雑なうえ、急速に進化しているだけに、簡単に単純な政策を実施することはできず、それでもならない。 ネイチャー出版グループはさまざまな分野の専門家に諮問を求めて発展的政策を樹立している"と<Nature>の編集長は語った。 一方、<Science>側はネイチャーニュースとの通話で"遺伝体の校庭の潜在力は社会的観点で眺めなければならず、今後進行方向は広範囲な意見の収れん過程を経て決定されなければならない"と明らかにした。 そして<Cell>の編集長は、ネイチャーニュースとのインタビューで"高い技術的・倫理的な基準を充足すれば、人間の生殖細胞の遺伝体の矯正を取り上げた論文を掲載する用意があり、私たちは複雑な倫理的問題と社会的影響力を念頭に置いている"と話した。
議論の中心に立っている<Protein & Cell>の編集陣は`今回の論文の出版の背景を明らかにしてほしい`は質問が殺到すると、"ヒト胚の校庭に対する注意を促すためだった"と話した。 3月28日、論文とともに同志(同誌)に掲載された社説にはこう書いている。 "事案の敏感性を考慮するとき,私たちの出版の決定が、ヒト胚性矯正を支持したり、彼と似たような研究を煽る意図と解釈されてはならない。"最後にこの雑誌の編集長がネイチャー誌ニュースに明らかにした内容は次のようだ。 "私たちは今回の問題の倫理的問題について慎重な意見を交わした。 その結果、世の中には多くの意見の相違があるものと予想されるが、この問題に対する議論を刺激するためには論文を出版する必要があるという結論に到達した。"
<Protein&Cell>の出版社であるスプリンガーは"研究者らが機関の倫理審査を受けたのか、そして、胚の提供者から同意を受けたかどうかを確認した"と明らかにした。 また、"今回の研究は人間医療研究倫理に関するヘルシンキ宣言と中国の国内法を遵守した"と明確に線を引いた。
今回の論文について、多くの人々が不思議に思っているのは、"論文の提出日が3月30日ですが、採択された日が4月1日"という点だ。 例えば、クリスポ開発の主役であるジェニファー・ダウドや博士(分子生物学、UCバークレー)は4月24日<Science>に載った記事で、こう主張したことがある。 "今回の論文は科学的洞察を提供せずに、耳目を引こうとする意図もなかったようだ。 <Protein & Cell>に掲載された論文の日付を見ると、提出日翌日に出版されたことになっている。 それならこの論文は、仲間の検討を受けなかったという話になる。"
これに対してスプリングの代弁人はこのように釈明した。 "該当論文は<Nature>と<Science>の同僚審査コメントが添付された状態で提出されており、著者たちが問題点をすでに補完した状態だったので、迅速な審査が可能だった。 したがって、韓国の同僚の審査過程は二日ぶりに完了されことができた。"<Protein&Cell>のラオジヘ編集長はこのように釘を刺した。 "二日なら非常に長い時間だ。 最近は電子メールで複数の人に、同時に論文を送った時代だ。 昔の思いをしてはいけない。"
"この分野は非常に複雑なうえ、急速に進化しているだけに、簡単に単純な政策を実施することはできず、それでもならない。 ネイチャー出版グループはさまざまな分野の専門家に諮問を求めて発展的政策を樹立している"と<Nature>の編集長は語った。 一方、<Science>側はネイチャーニュースとの通話で"遺伝体の校庭の潜在力は社会的観点で眺めなければならず、今後進行方向は広範囲な意見の収れん過程を経て決定されなければならない"と明らかにした。 そして<Cell>の編集長は、ネイチャーニュースとのインタビューで"高い技術的・倫理的な基準を充足すれば、人間の生殖細胞の遺伝体の矯正を取り上げた論文を掲載する用意があり、私たちは複雑な倫理的問題と社会的影響力を念頭に置いている"と話した。
議論の中心に立っている<Protein & Cell>の編集陣は`今回の論文の出版の背景を明らかにしてほしい`は質問が殺到すると、"ヒト胚の校庭に対する注意を促すためだった"と話した。 3月28日、論文とともに同志(同誌)に掲載された社説にはこう書いている。 "事案の敏感性を考慮するとき,私たちの出版の決定が、ヒト胚性矯正を支持したり、彼と似たような研究を煽る意図と解釈されてはならない。"最後にこの雑誌の編集長がネイチャー誌ニュースに明らかにした内容は次のようだ。 "私たちは今回の問題の倫理的問題について慎重な意見を交わした。 その結果、世の中には多くの意見の相違があるものと予想されるが、この問題に対する議論を刺激するためには論文を出版する必要があるという結論に到達した。"
<Protein&Cell>の出版社であるスプリンガーは"研究者らが機関の倫理審査を受けたのか、そして、胚の提供者から同意を受けたかどうかを確認した"と明らかにした。 また、"今回の研究は人間医療研究倫理に関するヘルシンキ宣言と中国の国内法を遵守した"と明確に線を引いた。
今回の論文について、多くの人々が不思議に思っているのは、"論文の提出日が3月30日ですが、採択された日が4月1日"という点だ。 例えば、クリスポ開発の主役であるジェニファー・ダウドや博士(分子生物学、UCバークレー)は4月24日<Science>に載った記事で、こう主張したことがある。 "今回の論文は科学的洞察を提供せずに、耳目を引こうとする意図もなかったようだ。 <Protein & Cell>に掲載された論文の日付を見ると、提出日翌日に出版されたことになっている。 それならこの論文は、仲間の検討を受けなかったという話になる。"
これに対してスプリングの代弁人はこのように釈明した。 "該当論文は<Nature>と<Science>の同僚審査コメントが添付された状態で提出されており、著者たちが問題点をすでに補完した状態だったので、迅速な審査が可能だった。 したがって、韓国の同僚の審査過程は二日ぶりに完了されことができた。"<Protein&Cell>のラオジヘ編集長はこのように釘を刺した。 "二日なら非常に長い時間だ。 最近は電子メールで複数の人に、同時に論文を送った時代だ。 昔の思いをしてはいけない。"
2015/04/29
もっと早く高品質3Dカメラ開発
マイクロソフト(Microsoft)社が2010年11月に、エックスボックス(Xbox)用キネクト(Kinect)を発売した時、それはビデオゲーム産業を変換させた。 現在まで最も安価な3Dカメラのキネクト(Kinect)は使用者の動作をセンシングし、ジョイスティックとコントローラーの必要性をバイパスして、ゲームに完全に没頭する感じを持つようにした。 マイクロソフト社は60日ぶりに8ベクマンつのキネクト(Kinect)ユニットを販売して、世界で最も早く売れた電子装置として定着した。
"その当時に、興味深い事実が発生した。 マイクロソフト社は装置で3Dキャプチャーパートを利用できるソフトウェアを製作した。 人たちはこの安価な装置をロボティクスとナビゲーションのような多様なプラットフォームに統合させることができた"とノースウエスタン大学のマコーミックエンジニアリングスクール(McCormick School of Engineering)の電気工学およびコンピューター科学助教授のオリバー・コセルトゥ(Oliver Cossairt)教授は語った。
しかしながら、使用者たちは素早くキネクトの限界支店を発見した。 つまり、外部では作動しないという事実であり、相対的に低い品質のイメージを作るという事実だ。 もう、コセルトゥ(Cossairt)教授研究チームはキネクト装置をほうりだして安価で高品質のイメージを提供し、室外を含むすべての環境で動作される3Dキャプチャーカメラ開発に成功した。
米国海軍研究所と米エネルギー省の支援を受けたこの研究は、4月24日、コンピューテイショナルポトグラピ(Computational Photography)に関する米国電気電子学会国際会議(IEEE International Conference)で[MC3D:Motion Contrast 3D Scanning]というタイトルで発表された。 この論文はコセルトゥ(Cossairt)教授研究室の大学院生であるナ松田(Nathan Matsuda)氏が選任著者であり、コロンビア大学のあるヒット・グプタ(Mohit Gupta)氏が共同著者であり、協力研究者である。
1世代と2世代キネクト装置すべて光のパターンをプロジェクションと基以降にセンサー上の各ピクセルの場面深みを評価するため、センシングなってプロセシングなる。 このような技術は迅速に作動されるが、高価なシングル-ポイントスキャナー装置より精密しないために全体の様子や物体をスキャンするためにはレーザーを使用する。 コセルトゥ(Cossairt)教授研究チームが開発したカメラは他の方式でシングル-ポイントスキャン方法を使用する。 人の目に沿ってモデリングされたこのシステムは変化した場面の部分をスキャンするだけなので速く、高品質を提供する。
"もしあなたの目に継続して同じ信号を伝送することになると、神経細胞は実際に作動が止まることになる。 神経細胞はあなたの視覚的な刺激に変化がある時のみ作動することになる。 私たちはこの原則が3Dスキャンシステムでも実際に有用という事実を確認した"とコセルトゥ(Cossairt)教授は語った。
キネクトシステムの不完全性をもたらす他の問題は、室外で上手く作動しないという事実で、これは太陽光線が投影された光のパターンをはるかに凌駕するからだ。 ところが、コセルトゥ(Cossairt)教授研究チームが開発したカメラでは、太陽がある状態でもレーザーがセンシングなりうるが、その理由は、外部の光よりもはるかに明るいのだ。
"3Dカメラを流用させるためには毎日そして、正常な環境で使用することができなければならない。 室外はその環境中の一部分であり、それはキネクトシステムができない機能である。 でも、われわれが開発したシステムは、それが可能だ"とコセルトゥ(Cossairt)教授は語った。
コセルトゥ(Cossairt)教授は、彼が開発したカメラがロボティクス、バイオポメティクス、増強現実そして自動製造化といった環境が良くないところで3D形の場面をキャプチャーする多くの科学界や産業系分野に適用可能と信じている。 また、自動車からモーターで動く車椅子のようなシステムに装着され、ナビゲーションの目的で使用される可能性もある。 コセルトゥ(Cossairt)教授研究チームは彼らが開発した3Dスキャン技術を自動運転自動車プラットフォームに統合させてグーグル・ファカルティー研究上(Google Faculty Research Award)を受賞した。 彼らが開発したスキャナは競争する技術に少しも負けず、リアルタイムで高品質の3Dスキャンを提供することになるだろう。
"その当時に、興味深い事実が発生した。 マイクロソフト社は装置で3Dキャプチャーパートを利用できるソフトウェアを製作した。 人たちはこの安価な装置をロボティクスとナビゲーションのような多様なプラットフォームに統合させることができた"とノースウエスタン大学のマコーミックエンジニアリングスクール(McCormick School of Engineering)の電気工学およびコンピューター科学助教授のオリバー・コセルトゥ(Oliver Cossairt)教授は語った。
しかしながら、使用者たちは素早くキネクトの限界支店を発見した。 つまり、外部では作動しないという事実であり、相対的に低い品質のイメージを作るという事実だ。 もう、コセルトゥ(Cossairt)教授研究チームはキネクト装置をほうりだして安価で高品質のイメージを提供し、室外を含むすべての環境で動作される3Dキャプチャーカメラ開発に成功した。
米国海軍研究所と米エネルギー省の支援を受けたこの研究は、4月24日、コンピューテイショナルポトグラピ(Computational Photography)に関する米国電気電子学会国際会議(IEEE International Conference)で[MC3D:Motion Contrast 3D Scanning]というタイトルで発表された。 この論文はコセルトゥ(Cossairt)教授研究室の大学院生であるナ松田(Nathan Matsuda)氏が選任著者であり、コロンビア大学のあるヒット・グプタ(Mohit Gupta)氏が共同著者であり、協力研究者である。
1世代と2世代キネクト装置すべて光のパターンをプロジェクションと基以降にセンサー上の各ピクセルの場面深みを評価するため、センシングなってプロセシングなる。 このような技術は迅速に作動されるが、高価なシングル-ポイントスキャナー装置より精密しないために全体の様子や物体をスキャンするためにはレーザーを使用する。 コセルトゥ(Cossairt)教授研究チームが開発したカメラは他の方式でシングル-ポイントスキャン方法を使用する。 人の目に沿ってモデリングされたこのシステムは変化した場面の部分をスキャンするだけなので速く、高品質を提供する。
"もしあなたの目に継続して同じ信号を伝送することになると、神経細胞は実際に作動が止まることになる。 神経細胞はあなたの視覚的な刺激に変化がある時のみ作動することになる。 私たちはこの原則が3Dスキャンシステムでも実際に有用という事実を確認した"とコセルトゥ(Cossairt)教授は語った。
キネクトシステムの不完全性をもたらす他の問題は、室外で上手く作動しないという事実で、これは太陽光線が投影された光のパターンをはるかに凌駕するからだ。 ところが、コセルトゥ(Cossairt)教授研究チームが開発したカメラでは、太陽がある状態でもレーザーがセンシングなりうるが、その理由は、外部の光よりもはるかに明るいのだ。
"3Dカメラを流用させるためには毎日そして、正常な環境で使用することができなければならない。 室外はその環境中の一部分であり、それはキネクトシステムができない機能である。 でも、われわれが開発したシステムは、それが可能だ"とコセルトゥ(Cossairt)教授は語った。
コセルトゥ(Cossairt)教授は、彼が開発したカメラがロボティクス、バイオポメティクス、増強現実そして自動製造化といった環境が良くないところで3D形の場面をキャプチャーする多くの科学界や産業系分野に適用可能と信じている。 また、自動車からモーターで動く車椅子のようなシステムに装着され、ナビゲーションの目的で使用される可能性もある。 コセルトゥ(Cossairt)教授研究チームは彼らが開発した3Dスキャン技術を自動運転自動車プラットフォームに統合させてグーグル・ファカルティー研究上(Google Faculty Research Award)を受賞した。 彼らが開発したスキャナは競争する技術に少しも負けず、リアルタイムで高品質の3Dスキャンを提供することになるだろう。
2015/04/28
冷蔵庫のエネルギー消費を低減するための技術
英国を基盤とするWilliams Groupの技術・エンジニアリング・サービス組織であるWilliams Advanced Engineering社は英国のAerofoil Energy社と協力を結び、スーパーやコンビニで使用される冷蔵庫のエネルギー消費を削減できる空気力学(Aerodynamic)装置を開発している。
スーパーマーケットを運営する上、運営費に影響を与える大きな要因の一つとして、電力使用費だ。 そして電気を使用することにおいて最も大きな部分を占めるのは商店の冷蔵庫を稼動することだ。 特にスーパーマーケットで野菜や果物などを展示するときに使用するドアがない開放型モルティデク(Multideck)、冷蔵庫は過剰のエネルギーを消費するという問題がある。 そして冷却のために使用される冷たい空気の一部は顧客が移動する通路に流れることができる。 このような理由で、エネルギー消費が増加したり、顧客が開放型モルティデク冷蔵庫が位置した通路を通る時寒く感じられる不便が生じる。
この2月Refrigeration and Air Conditioningに発表されたある記事はこうした開放型冷蔵庫のエネルギーの改善策について言及している。 モルティデク冷蔵庫は前方のドアが開放されているため、冷たい空気が抜け出ながら、抜けることができなかった冷たい空気は外部の暖かい空気と混合されるということだ。 そしてこのような効果は開放型モルティデク冷蔵庫を運営しているが、電気費用を高める原因になるとした。
これと関連して研究チームは空気の流れ方向を制御するエアロ・フォイル(Aerofoil)を活用しようとしている。 このような構造は航空機の羽根に適用され、揚力を生産したり、プロペラに適用され、推進力を生産することができる。WilliamsとAerofoil Energy社は改良が可能なエアロ・フォイルシステムに対する研究を実施している。 研究チームのアイデアは冷蔵庫棚にこのシステムを適用して内部の冷たい空気が通路に流れ出すことはない、より長く滞在できるようにすることだ。
今回の開発においてWilliamsの役割は空気力学の設計やテストと関連した専門知識を活用することだ。 Williams社は設計やシミュレーションのために、数値流体力学(Computational Fluid Dynamic)を活用しており、イングランド中南部のOxfordshireに位置したWilliams社の工場でこれらをテストしている。 Refrigeration and Air Conditioningはエアロ・フォイルがどのように作動できるかどうかを説明した。 エアロ・フォイル構造が、空気の流れの中に適用されれば、これらの上の方に流れる空気は速度が増加される。 そして下で流れる空気は速度が下がり、圧力が次第に増加することになる。 これと同じ原理で飛行機が飛ぶことができる。 したがって、モルティデク冷蔵庫にエアロ・フォイル技術を適用すれば、冷蔵庫の外部および内部の間の高圧と低圧の壁が作られる。 こうした障壁は冷蔵庫に入った暖かい空気の量を減らしてくれるためにエネルギー消費を削減できるということだ。
研究チームは多数のスーパーマーケットにこのような技術を適用して非常に有用な結果を確保したと評価した。 英国のスーパーマーケットチェーン店であるSainsburyのJohn Skeltonは"エアロ・フォイルはフォーミュラ1車両の空気流れを改善し、性能を高めることに貢献した。 そして、このような方式を商店内の冷蔵庫に適用した。 フォーミュラワン競走路からインスピレーションを受けてなされた今回の革新は大型冷蔵庫で発生する炭素を削減できることを見せてくれた"と説明した。 このスーパーマーケットチェーン店は多数の店舗を対象に、システムをテスト中だ。 Sainsburyは持続可能性に対する計画を持っており、2020年まで運営過程で発生する炭素を30%まで削減すると約束したことがある。
スーパーマーケットを運営する上、運営費に影響を与える大きな要因の一つとして、電力使用費だ。 そして電気を使用することにおいて最も大きな部分を占めるのは商店の冷蔵庫を稼動することだ。 特にスーパーマーケットで野菜や果物などを展示するときに使用するドアがない開放型モルティデク(Multideck)、冷蔵庫は過剰のエネルギーを消費するという問題がある。 そして冷却のために使用される冷たい空気の一部は顧客が移動する通路に流れることができる。 このような理由で、エネルギー消費が増加したり、顧客が開放型モルティデク冷蔵庫が位置した通路を通る時寒く感じられる不便が生じる。
この2月Refrigeration and Air Conditioningに発表されたある記事はこうした開放型冷蔵庫のエネルギーの改善策について言及している。 モルティデク冷蔵庫は前方のドアが開放されているため、冷たい空気が抜け出ながら、抜けることができなかった冷たい空気は外部の暖かい空気と混合されるということだ。 そしてこのような効果は開放型モルティデク冷蔵庫を運営しているが、電気費用を高める原因になるとした。
これと関連して研究チームは空気の流れ方向を制御するエアロ・フォイル(Aerofoil)を活用しようとしている。 このような構造は航空機の羽根に適用され、揚力を生産したり、プロペラに適用され、推進力を生産することができる。WilliamsとAerofoil Energy社は改良が可能なエアロ・フォイルシステムに対する研究を実施している。 研究チームのアイデアは冷蔵庫棚にこのシステムを適用して内部の冷たい空気が通路に流れ出すことはない、より長く滞在できるようにすることだ。
今回の開発においてWilliamsの役割は空気力学の設計やテストと関連した専門知識を活用することだ。 Williams社は設計やシミュレーションのために、数値流体力学(Computational Fluid Dynamic)を活用しており、イングランド中南部のOxfordshireに位置したWilliams社の工場でこれらをテストしている。 Refrigeration and Air Conditioningはエアロ・フォイルがどのように作動できるかどうかを説明した。 エアロ・フォイル構造が、空気の流れの中に適用されれば、これらの上の方に流れる空気は速度が増加される。 そして下で流れる空気は速度が下がり、圧力が次第に増加することになる。 これと同じ原理で飛行機が飛ぶことができる。 したがって、モルティデク冷蔵庫にエアロ・フォイル技術を適用すれば、冷蔵庫の外部および内部の間の高圧と低圧の壁が作られる。 こうした障壁は冷蔵庫に入った暖かい空気の量を減らしてくれるためにエネルギー消費を削減できるということだ。
研究チームは多数のスーパーマーケットにこのような技術を適用して非常に有用な結果を確保したと評価した。 英国のスーパーマーケットチェーン店であるSainsburyのJohn Skeltonは"エアロ・フォイルはフォーミュラ1車両の空気流れを改善し、性能を高めることに貢献した。 そして、このような方式を商店内の冷蔵庫に適用した。 フォーミュラワン競走路からインスピレーションを受けてなされた今回の革新は大型冷蔵庫で発生する炭素を削減できることを見せてくれた"と説明した。 このスーパーマーケットチェーン店は多数の店舗を対象に、システムをテスト中だ。 Sainsburyは持続可能性に対する計画を持っており、2020年まで運営過程で発生する炭素を30%まで削減すると約束したことがある。
2015/04/27
乳房がん薬物が男性の前立腺癌の治療に役立つ。
進行性前立腺がんは男性の死亡原因の3番目を占めるほど頻繁に発生する代表的な男性のがんだ。 最近進行された臨床実験は遺伝子型乳房癌及び卵巣癌治療用に使用する薬物が進行性前立腺がんの成長を止めるのに役立つという研究結果を発表した。 ほとんどの場合、がんは突然変異を起こすものだが、本薬物は一般的な細胞の過程(細胞法)を対象としている。 研究陣は本結果を米国アムヨンク協会年間会議で発表した。
本薬物はDNA損傷を修理するPARP酵素(poly(adenosine diphosphate[ADP]-ribose)polymerase、PARP)の活動を防ぐ。 腫瘍学者たちは最も悪名高かったガン関連遺伝子であるBRCA1またはBRCA2形態の突然変異を持って生まれた卵巣癌および乳癌患者らに対して、主にPARP抑制剤を試験した。 これら突然変異遺伝子はがんを誘発する他の突然変異により生じたDNA損傷を治療するタンパク質の活動を抑制するために、男性の前立腺がんだけでなく、女性の乳房癌及び卵巣癌の発病危険を高さは危険因子だ。 しかし、これらの遺伝子が持つ欠陥は、ガン細胞のDNAを復旧するシステムを損傷させることで、PARP阻害剤に脆弱ながん細胞を作ったりもする。 このような組合は、がん細胞がDNA損傷を治すことができないようにしてがん細胞を壊死させるが、これを人工致死(synthetic lethality)という。 2014年12月、米国や欧州は英国アストラゼネカ(AstraZeneca)社のPARP抑制剤であるリンパジャ(Lynparza、olaparib)をBRCA1またはBRCA2突然変異を持った卵巣がん患者に使用できるように許可した。
しかし、本薬物は、上記の突然変異が不足した患者たちにもがんの成長を抑制する効果があることが臨床実験を通じて確認された。 本研究をリードしたがん研究センター(Institute of Cancer Research)およびロイヤルメールスデンNHSファウンデーション・トラスト(Royal Marsden NHS Foundation Trust)のチョハンに、ボノ(Johann de Bono)は、これらの患者たちが他のDNAを治療する遺伝子に先天的欠陥があるかどうか、BRCA突然変異をどのような経路を通じて得たのか、がんの形成と成長に関与する他の遺伝子を持っているのかについて疑問を抱いて研究を遂行した。 3年前、大規模のプロジェクトを遂行した結果、このようなDNAを復旧する遺伝子の欠陥が進行性前立腺がん患者によく現れる現象であることを発見した。
ことに、ボノの研究チームは本薬物が前立腺がんの成長を率いるホルモンを止めて癌を抑制するという仮説を立てて、これを検証するため、アストラゼネカ社と独立した基金を使用して実験を遂行した。 研究チームは転移性去勢-耐性、前立腺がん(metastatic castration-resistant prostate cancer、CRPC)を持った50人の男性に本薬物を投与した。 実験を終えた49人の男性のうち33%の16人が見た薬物に肯定的に反応した。 血液検査の結果、がん細胞の数値が低く、前立腺癌に反応する特定抗体を示すバイオマーカーの数値が低く、映像分析でもがんが減少したことがわかった。 研究陣が患者らのがん細胞DNA塩基序列を分析した後、彼らの仮説が正しいことを確認した。 16人のうち14人は一つ以上のがん細胞のDNA修復遺伝子の突然変異に反応し、わずか2のみがこれら突然変異遺伝子に反応しなかった。 (実験参加者のうち3人はBRCA2突然変異を持っており、4人は新しい形の突然変異遺伝子ら持っていた。)、ボノ研究所の臨床医学者チョアクィンマテオ(clinical fellow)は、本研究結果を、米国癌研究学会(AACR)、年間会議で発表した。 突然変異遺伝子を持っていない患者たちが3ヵ月以内に症状が悪化した反面、、ほとんどの患者たちは6ヵ月以内(これらのうち4人は1年以内)に本薬物に反応し、状態が好転した。
開発された薬物の癌に対する有効性を検証する方法で癌に対する遺伝子試験が普遍的に使われる方法ではあるが、前立腺癌に対する遺伝子試験は世界初とボノの研究チームは話した。 "リンパジャ(Olaparib)は前立腺癌を治療する新しい方法がなりうると期待する。 現在までの臨床実験結果は大変良い。 遺伝子試験を通じてリンパジャの処方を受けられる対象者を選別できるだろう"とAACRに参加したジョンズ・ホプキンス大学(Johns Hopkins University)の前立腺癌研究者であるウィリアム・ネルソン(William Nelson)は述べた。 研究チームは癌細胞にDNA修復突然変異があれば、先天性BRCA突然変異遺伝子が不足した卵巣癌および乳癌を持った女性たちもPARP阻害剤に反応すると予測する。 AACR年間会議で乳房癌及び卵巣がん患者に対するリンパジャ合成した薬物に対する臨床実験結果を発表したダナ・ファーバー癌研究所(Dana-Farber Cancer Institute)のウルシュルラメテュルロニス(Ursula Matulonis)は患者のDNA生体検査を通じて薬物適用の可能性を打診する研究を計画していると話した。
本薬物はDNA損傷を修理するPARP酵素(poly(adenosine diphosphate[ADP]-ribose)polymerase、PARP)の活動を防ぐ。 腫瘍学者たちは最も悪名高かったガン関連遺伝子であるBRCA1またはBRCA2形態の突然変異を持って生まれた卵巣癌および乳癌患者らに対して、主にPARP抑制剤を試験した。 これら突然変異遺伝子はがんを誘発する他の突然変異により生じたDNA損傷を治療するタンパク質の活動を抑制するために、男性の前立腺がんだけでなく、女性の乳房癌及び卵巣癌の発病危険を高さは危険因子だ。 しかし、これらの遺伝子が持つ欠陥は、ガン細胞のDNAを復旧するシステムを損傷させることで、PARP阻害剤に脆弱ながん細胞を作ったりもする。 このような組合は、がん細胞がDNA損傷を治すことができないようにしてがん細胞を壊死させるが、これを人工致死(synthetic lethality)という。 2014年12月、米国や欧州は英国アストラゼネカ(AstraZeneca)社のPARP抑制剤であるリンパジャ(Lynparza、olaparib)をBRCA1またはBRCA2突然変異を持った卵巣がん患者に使用できるように許可した。
しかし、本薬物は、上記の突然変異が不足した患者たちにもがんの成長を抑制する効果があることが臨床実験を通じて確認された。 本研究をリードしたがん研究センター(Institute of Cancer Research)およびロイヤルメールスデンNHSファウンデーション・トラスト(Royal Marsden NHS Foundation Trust)のチョハンに、ボノ(Johann de Bono)は、これらの患者たちが他のDNAを治療する遺伝子に先天的欠陥があるかどうか、BRCA突然変異をどのような経路を通じて得たのか、がんの形成と成長に関与する他の遺伝子を持っているのかについて疑問を抱いて研究を遂行した。 3年前、大規模のプロジェクトを遂行した結果、このようなDNAを復旧する遺伝子の欠陥が進行性前立腺がん患者によく現れる現象であることを発見した。
ことに、ボノの研究チームは本薬物が前立腺がんの成長を率いるホルモンを止めて癌を抑制するという仮説を立てて、これを検証するため、アストラゼネカ社と独立した基金を使用して実験を遂行した。 研究チームは転移性去勢-耐性、前立腺がん(metastatic castration-resistant prostate cancer、CRPC)を持った50人の男性に本薬物を投与した。 実験を終えた49人の男性のうち33%の16人が見た薬物に肯定的に反応した。 血液検査の結果、がん細胞の数値が低く、前立腺癌に反応する特定抗体を示すバイオマーカーの数値が低く、映像分析でもがんが減少したことがわかった。 研究陣が患者らのがん細胞DNA塩基序列を分析した後、彼らの仮説が正しいことを確認した。 16人のうち14人は一つ以上のがん細胞のDNA修復遺伝子の突然変異に反応し、わずか2のみがこれら突然変異遺伝子に反応しなかった。 (実験参加者のうち3人はBRCA2突然変異を持っており、4人は新しい形の突然変異遺伝子ら持っていた。)、ボノ研究所の臨床医学者チョアクィンマテオ(clinical fellow)は、本研究結果を、米国癌研究学会(AACR)、年間会議で発表した。 突然変異遺伝子を持っていない患者たちが3ヵ月以内に症状が悪化した反面、、ほとんどの患者たちは6ヵ月以内(これらのうち4人は1年以内)に本薬物に反応し、状態が好転した。
開発された薬物の癌に対する有効性を検証する方法で癌に対する遺伝子試験が普遍的に使われる方法ではあるが、前立腺癌に対する遺伝子試験は世界初とボノの研究チームは話した。 "リンパジャ(Olaparib)は前立腺癌を治療する新しい方法がなりうると期待する。 現在までの臨床実験結果は大変良い。 遺伝子試験を通じてリンパジャの処方を受けられる対象者を選別できるだろう"とAACRに参加したジョンズ・ホプキンス大学(Johns Hopkins University)の前立腺癌研究者であるウィリアム・ネルソン(William Nelson)は述べた。 研究チームは癌細胞にDNA修復突然変異があれば、先天性BRCA突然変異遺伝子が不足した卵巣癌および乳癌を持った女性たちもPARP阻害剤に反応すると予測する。 AACR年間会議で乳房癌及び卵巣がん患者に対するリンパジャ合成した薬物に対する臨床実験結果を発表したダナ・ファーバー癌研究所(Dana-Farber Cancer Institute)のウルシュルラメテュルロニス(Ursula Matulonis)は患者のDNA生体検査を通じて薬物適用の可能性を打診する研究を計画していると話した。
2015/04/26
IAEA、中国小型原子炉安全性の検討
最近の中国原子力公社(China National Nuclear Corporation、CNNC)と国際原子力機関(IAEA)間で協定が締結され、中国の多目的小型モジュラー原子炉(SMR)のACP100設計の安全性の検討が行われるようになった。 CNNCは4月21日、ACP100の一般、原子炉安全性の検討(Generic Reactor Safety Review、GRSR)を遂行するための協定をIAEAと4月16日に締結したと発表した。
GRSRはまだ許認可段階に突入しなかった新しい原子炉設計については全体的だったり、部分的な安全性を検討する手続きだ。 この手続きを遂行するため、国際的な専門家チームが参加して新しい設計がIAEA安全基準に符合するかどうかを評価することになる。 この検討は7月に開始される予定であり、完了まで約7ヵ月が必要とされる見込みとCNNCが明らかにした。 この期間、IAEAは、原子炉の安全性を検討して環境分析報告書を準備する一方、設計のまた他の側面に対する検討も遂行すると付け加えた。
ACP100原子炉は中国の12次5ヵ年計画の核心要素だ。 この原子炉の予備設計は2014年に完了され、2015年に建設準備を開始して2017年に稼働を目指している。 しかし、この設計は、依然として国家開発改革委員会(National Development and Reform Commission)から承認を待っている状態だ。
この原子炉は受身安全系統を採択しており、地下に設置される。 310MWt級加圧軽水炉のACP100は約100~150MWeの電気を生産することができる。 この原子炉を採択した発電所は2基から8基まで原子炉を収容できるようになり、設計寿命は60年、核燃料装填周期は24ヵ月だ。 この原子炉はまた、海水淡水化をはじめ、産業体あるいは地域で必要な熱を供給することもできる。 そして浮揚式原子炉にも適用できる設計として知られている。
現在、2基の実証用ACP100原子炉が中国後にルイジアン(Fujian)成Putianに建設される予定でいる。 このほかにもCNNCの大型原子炉であるACP1000は昨年12月にIAEAのGRSRを成功的に通過したことがある。 ACP1000はIAEAの安全性の検討を受けた中国が設計した最初の原子炉だった。
昨年12月、CNNCの副会長リーシアオミン(Li Xiaoming)はチャイナ・デイリーとのインタビューでIAEAのACP1000検討結果3つの主要決定が下されたと述べた。 第一に、この原子炉はIAEAが設定したすべての安全基準を完全に遵守しており、中国以外の国にも販売できるということだ。 第二に、ACP1000設計は進化型であり、現存する最新・最高技術を持続的に追加しているということを意味する。 第三に、より良い安全性を保障するため、従動及びアクティブ安全技術を複合的に採択しているということだ。 ACP1000は、中国が1990年代にフランスから輸入した900MWe級PWRから派生したものだ。 最初のACP1000原子炉2基が富士道安城のフキン(Fuqing)原子力発電所5、6号機に予定されている。
GRSRはまだ許認可段階に突入しなかった新しい原子炉設計については全体的だったり、部分的な安全性を検討する手続きだ。 この手続きを遂行するため、国際的な専門家チームが参加して新しい設計がIAEA安全基準に符合するかどうかを評価することになる。 この検討は7月に開始される予定であり、完了まで約7ヵ月が必要とされる見込みとCNNCが明らかにした。 この期間、IAEAは、原子炉の安全性を検討して環境分析報告書を準備する一方、設計のまた他の側面に対する検討も遂行すると付け加えた。
ACP100原子炉は中国の12次5ヵ年計画の核心要素だ。 この原子炉の予備設計は2014年に完了され、2015年に建設準備を開始して2017年に稼働を目指している。 しかし、この設計は、依然として国家開発改革委員会(National Development and Reform Commission)から承認を待っている状態だ。
この原子炉は受身安全系統を採択しており、地下に設置される。 310MWt級加圧軽水炉のACP100は約100~150MWeの電気を生産することができる。 この原子炉を採択した発電所は2基から8基まで原子炉を収容できるようになり、設計寿命は60年、核燃料装填周期は24ヵ月だ。 この原子炉はまた、海水淡水化をはじめ、産業体あるいは地域で必要な熱を供給することもできる。 そして浮揚式原子炉にも適用できる設計として知られている。
現在、2基の実証用ACP100原子炉が中国後にルイジアン(Fujian)成Putianに建設される予定でいる。 このほかにもCNNCの大型原子炉であるACP1000は昨年12月にIAEAのGRSRを成功的に通過したことがある。 ACP1000はIAEAの安全性の検討を受けた中国が設計した最初の原子炉だった。
昨年12月、CNNCの副会長リーシアオミン(Li Xiaoming)はチャイナ・デイリーとのインタビューでIAEAのACP1000検討結果3つの主要決定が下されたと述べた。 第一に、この原子炉はIAEAが設定したすべての安全基準を完全に遵守しており、中国以外の国にも販売できるということだ。 第二に、ACP1000設計は進化型であり、現存する最新・最高技術を持続的に追加しているということを意味する。 第三に、より良い安全性を保障するため、従動及びアクティブ安全技術を複合的に採択しているということだ。 ACP1000は、中国が1990年代にフランスから輸入した900MWe級PWRから派生したものだ。 最初のACP1000原子炉2基が富士道安城のフキン(Fuqing)原子力発電所5、6号機に予定されている。
幾重にも積まれた繊維を作る3Dプリンター
ディズニー研究所(Disney Research)とカーネギーメルロン大学(Carnegie Mellon University)で構成された研究チームは柔らかく、丸められる物体で構成するためにレーザーで切断された繊維を幾層にも積むことができる3Dプリンターを開発している。 つまり、ウサギ、人形服及び携帯電話ケースのような物体をプリントできる技術をいう。 このような物体は複雑な幾何学的構造を持っており、相互作用することができる回路を含めている。
"現在3Dプリンターは使用者が指定した金属、プラスチックやゴムになった物体を容易に作ることができる。 しかし、ぬいぐるみのように柔らかい繊維で作られた物体は依然として手で製造されている。 幾層にも繊維をプリントするのがひとつの可能な方法としてこのような種類の物体について生産を自動化できるだろう"とピッツバーグディズニー研究所の研究科学者であるJim McCannこの言葉をした。
このような繊維プリンターは原理的に見たとき、物体を接合する製造方法と類似のものだ。 これは2Dの形で切れている数枚の紙や金属を持って3Dの物体を構成するためにともに、曲げるのだ。 繊維は特別な切断と処理を必要なものとしてディズニーの研究チームはプリンターのデザインについて研究している。
幾重にも重なった繊維プリンターは4月18~23日にソウルで開かれるコンピューティングシステムの人間の要素について、コンピューティング機械協会の年次コンファレンス(Association for Computing Machinery`s annual Conference on Human Factors in Computing Systems)のCHI 2015で発表される予定だ。 同研究論文は最高の論文賞と賛辞を受けるようになった。 McCannだけではなく、この研究チームにはコーネル大学情報科学と博士課程の学生であるHuaishu Peng、カメキメルロン大学ヒューマンコンピューターの相互作用の研究所(Human-Computer Interaction Institute)の職員であるScott HudsonとJen Mankoffが参加している。
昨年CHIでHudsonはディズニー研究所で開発した3D物体プリンターを発表していた。 これでは針でクェメジた島油層が置かれていた。 これとは別に何層も重なった繊維・プリンティング方法については、さらに厚く、さらに丸められる物体を作ってできるのだ。
最新のソフト・プリンティング機器は上部の切断プラットフォームと下部の切断プラットフォームで構成された二つの製造の表面を含めている。 繊維は、機器を曲げて供給されており、これで真空は、上部切断プラットフォームの上に繊維を維持することになる。 この時レーザー切断ヘッドが下で動くようになる。 レーザー切断は繊維ロールの中で四角形の断片を切断することになり、レイヤーが望む2D形態または四角形内の模様が切断される。 こうした2番目の切断3人は不完全に残っているが、製造過程の間にこのような形の人々が周辺繊維から支援を受けることになる。
切断が完了すれば、ボンディングプラットフォームは繊維を持ち上げて真空は繊維を出力させるために遮断される。 プラットフォームはさらに低くなることになり、熱が加えられたボンディングヘッドが効率的に使用されるが、以前レイヤーと重なって繊維に熱と圧縮が加わるものだ。 繊維は感熱性接着剤でコーティングされためにボンディング処理過程が衣装やプルレンカードを針になっていない繊維の飾りを適用するために人がアイロンを使うのと類似している。
処理過程が完成すれば、周辺を支持する繊維が3Dの物体を示すために分離される。
研究員は21/2インチの兎を作るために2mm厚さのフェルト32階を使用することにより、この技術を証明した。 この過程は約21/2時間がかかった。
"ウサギを作るために、このような層をプリントしたことは確かだ。 なぜなら、ウサギは私たちがプリントするのに使用したフェルトと比較して比較的小さなものだったからだ。 これはもっと薄い繊維またはより大きなウサギの間で互いにバランスを成し遂げたものとして層はあまり目立たないが、プリントする時間は増加することになった"とMcCannがマルヘッダ。
2つのタイプの材料は左から右へ機械に一ロールの繊維を手に入れることとして物体を作るのに使用されことができた。 しかし、他の材料の2番目のロールは前から後ろに入力されてを取るようになった。 もし材料の一つが伝導性があれば、ワイヤリングに対応するものが機器に含まれて持つことができるだろうだ。 研究員はタッチセンサーと同様の役割を持つ繊維ヒトデを作ってこの技術の可能性を証明した。 これだけでなく、携帯電話でLEDを明らかにすることができるよう、十分なエネルギーを利用できるアンテナを持ったスマートフォンケースを達成できた。
製造された物体の感じは小さな内部的切開を添加することとして製造段階が処理されことができた。 このような内部的切開は一方向で物体を簡単に曲げることができるようにしてくれるが、垂直方向として強く維持されるようにしているのだ。
"現在3Dプリンターは使用者が指定した金属、プラスチックやゴムになった物体を容易に作ることができる。 しかし、ぬいぐるみのように柔らかい繊維で作られた物体は依然として手で製造されている。 幾層にも繊維をプリントするのがひとつの可能な方法としてこのような種類の物体について生産を自動化できるだろう"とピッツバーグディズニー研究所の研究科学者であるJim McCannこの言葉をした。
このような繊維プリンターは原理的に見たとき、物体を接合する製造方法と類似のものだ。 これは2Dの形で切れている数枚の紙や金属を持って3Dの物体を構成するためにともに、曲げるのだ。 繊維は特別な切断と処理を必要なものとしてディズニーの研究チームはプリンターのデザインについて研究している。
幾重にも重なった繊維プリンターは4月18~23日にソウルで開かれるコンピューティングシステムの人間の要素について、コンピューティング機械協会の年次コンファレンス(Association for Computing Machinery`s annual Conference on Human Factors in Computing Systems)のCHI 2015で発表される予定だ。 同研究論文は最高の論文賞と賛辞を受けるようになった。 McCannだけではなく、この研究チームにはコーネル大学情報科学と博士課程の学生であるHuaishu Peng、カメキメルロン大学ヒューマンコンピューターの相互作用の研究所(Human-Computer Interaction Institute)の職員であるScott HudsonとJen Mankoffが参加している。
昨年CHIでHudsonはディズニー研究所で開発した3D物体プリンターを発表していた。 これでは針でクェメジた島油層が置かれていた。 これとは別に何層も重なった繊維・プリンティング方法については、さらに厚く、さらに丸められる物体を作ってできるのだ。
最新のソフト・プリンティング機器は上部の切断プラットフォームと下部の切断プラットフォームで構成された二つの製造の表面を含めている。 繊維は、機器を曲げて供給されており、これで真空は、上部切断プラットフォームの上に繊維を維持することになる。 この時レーザー切断ヘッドが下で動くようになる。 レーザー切断は繊維ロールの中で四角形の断片を切断することになり、レイヤーが望む2D形態または四角形内の模様が切断される。 こうした2番目の切断3人は不完全に残っているが、製造過程の間にこのような形の人々が周辺繊維から支援を受けることになる。
切断が完了すれば、ボンディングプラットフォームは繊維を持ち上げて真空は繊維を出力させるために遮断される。 プラットフォームはさらに低くなることになり、熱が加えられたボンディングヘッドが効率的に使用されるが、以前レイヤーと重なって繊維に熱と圧縮が加わるものだ。 繊維は感熱性接着剤でコーティングされためにボンディング処理過程が衣装やプルレンカードを針になっていない繊維の飾りを適用するために人がアイロンを使うのと類似している。
処理過程が完成すれば、周辺を支持する繊維が3Dの物体を示すために分離される。
研究員は21/2インチの兎を作るために2mm厚さのフェルト32階を使用することにより、この技術を証明した。 この過程は約21/2時間がかかった。
"ウサギを作るために、このような層をプリントしたことは確かだ。 なぜなら、ウサギは私たちがプリントするのに使用したフェルトと比較して比較的小さなものだったからだ。 これはもっと薄い繊維またはより大きなウサギの間で互いにバランスを成し遂げたものとして層はあまり目立たないが、プリントする時間は増加することになった"とMcCannがマルヘッダ。
2つのタイプの材料は左から右へ機械に一ロールの繊維を手に入れることとして物体を作るのに使用されことができた。 しかし、他の材料の2番目のロールは前から後ろに入力されてを取るようになった。 もし材料の一つが伝導性があれば、ワイヤリングに対応するものが機器に含まれて持つことができるだろうだ。 研究員はタッチセンサーと同様の役割を持つ繊維ヒトデを作ってこの技術の可能性を証明した。 これだけでなく、携帯電話でLEDを明らかにすることができるよう、十分なエネルギーを利用できるアンテナを持ったスマートフォンケースを達成できた。
製造された物体の感じは小さな内部的切開を添加することとして製造段階が処理されことができた。 このような内部的切開は一方向で物体を簡単に曲げることができるようにしてくれるが、垂直方向として強く維持されるようにしているのだ。
2015/04/24
より優秀な性能の蓄電池のための意味ある発展
現在使用しているリチウム−イオンに基盤を置いた蓄電池の限界を凌駕する性能を持った新しい世代の蓄電池を開発するための科学者たちの努力が世界各地で競走中だ。
イリノイズ大学シカゴキャンパスの研究陣はChevy Voltのような電気自動車に使用されるリチウム-イオン蓄電池の性能を凌駕する蓄電池の開発に向けた意味ある進展を成していると明らかにした。
彼らは今日、多くの装置に使用されるのと似たような構造体を持った電極を使用して蓄電池と似たような化学反応で一つの正電荷を運搬するリチウムイオンを2つの正電荷を持ったマグネシウムイオンに交代する可能性があることを示した。
"マグネシウムは2つの正電荷を運搬するイオンであるため、蓄電池物質の構造体内にマグネシウムイオンを導入することによって運搬する電子の量を2倍に増加させることができる"とこの大学の化学科教授であり、この研究の研究員であるJordi Cabana氏は語った。
"私たちはこの研究結果が新しい種類の高電圧高エネルギーの蓄電池の開発に向けた信頼できる方法を提示することを希望する"とCabana氏は語った。
この研究結果はAdvanced Materialsの学術誌に刊行される前にオンラインで事前に発表された。
すべての蓄電池は陽極と陰極そして電解質で構成される。 電極は電子とイオンを交換しながら、これは一般的にプラスの電荷を帯びる。 イオンだけが電解質を通じて流れながら、電解質は自動車や電気装置に電力を供給するために外部回路を通じて電子が移動するように強制するために電気的に絶縁体だ。
蓄電池を充電するためには、この変換作用が反対に行われる。 でも化学反応は完璧に効率的ではなく、これが蓄電池がどれくらい頻繁に充電されるかについて制約事項がなる。
"この過程を反復継続すればするほど、蓄電池充電可能回数が増え、充電期間の間にもそれを使用できるようになる。 今回の研究過程で、私たちはイオンダン移動する電子の数を最大化させることを望むが、その理由はイオンが出入りをする時電極物質の構造が破壊されるからだ。 この仕組みがかなり破壊されほど、イオンを後ろに移動させるエネルギー費用がもっとたくさんかかって、蓄電池充電がさらに厳しくなる"とCabana氏は語った。
"自動車が駐車する駐車場のように、自動車のための空間は多く存在する。 でも、われわれはその構造を破壊せず、多くの人たちと場所を共有し、自動車を駐車しなければならない"とCabana氏は語った。
マグネシウムは電極物質の構造体内に逆に挿入することに成功したというのはプロトタイプ製作に近づいたことを意味する。 まだ蓄電池の形ではないが、最終装置では蓄電池と同じ化学反応を見ることになるだろう"とCabana氏は語った。
イリノイズ大学シカゴキャンパスの研究陣はChevy Voltのような電気自動車に使用されるリチウム-イオン蓄電池の性能を凌駕する蓄電池の開発に向けた意味ある進展を成していると明らかにした。
彼らは今日、多くの装置に使用されるのと似たような構造体を持った電極を使用して蓄電池と似たような化学反応で一つの正電荷を運搬するリチウムイオンを2つの正電荷を持ったマグネシウムイオンに交代する可能性があることを示した。
"マグネシウムは2つの正電荷を運搬するイオンであるため、蓄電池物質の構造体内にマグネシウムイオンを導入することによって運搬する電子の量を2倍に増加させることができる"とこの大学の化学科教授であり、この研究の研究員であるJordi Cabana氏は語った。
"私たちはこの研究結果が新しい種類の高電圧高エネルギーの蓄電池の開発に向けた信頼できる方法を提示することを希望する"とCabana氏は語った。
この研究結果はAdvanced Materialsの学術誌に刊行される前にオンラインで事前に発表された。
すべての蓄電池は陽極と陰極そして電解質で構成される。 電極は電子とイオンを交換しながら、これは一般的にプラスの電荷を帯びる。 イオンだけが電解質を通じて流れながら、電解質は自動車や電気装置に電力を供給するために外部回路を通じて電子が移動するように強制するために電気的に絶縁体だ。
蓄電池を充電するためには、この変換作用が反対に行われる。 でも化学反応は完璧に効率的ではなく、これが蓄電池がどれくらい頻繁に充電されるかについて制約事項がなる。
"この過程を反復継続すればするほど、蓄電池充電可能回数が増え、充電期間の間にもそれを使用できるようになる。 今回の研究過程で、私たちはイオンダン移動する電子の数を最大化させることを望むが、その理由はイオンが出入りをする時電極物質の構造が破壊されるからだ。 この仕組みがかなり破壊されほど、イオンを後ろに移動させるエネルギー費用がもっとたくさんかかって、蓄電池充電がさらに厳しくなる"とCabana氏は語った。
"自動車が駐車する駐車場のように、自動車のための空間は多く存在する。 でも、われわれはその構造を破壊せず、多くの人たちと場所を共有し、自動車を駐車しなければならない"とCabana氏は語った。
マグネシウムは電極物質の構造体内に逆に挿入することに成功したというのはプロトタイプ製作に近づいたことを意味する。 まだ蓄電池の形ではないが、最終装置では蓄電池と同じ化学反応を見ることになるだろう"とCabana氏は語った。
最も豊富な微生物群の多様性を持っているアマゾン不足
抗生剤抵抗性遺伝子を持っている微生物を含めた、最も多様な微生物群を持っているアマゾンの不足が発見された。
ベネズエラアマゾンの奥地で暮らしていたアメリカン・インディアンは、これまで発見された人間の中で最も多様性が豊かな微生物群を持っているという事実が発見された。 学術誌Science Advancesは発表した。 驚くべきことに、このグループの微生物群は抗生剤に抵抗性を持っている遺伝子を持っているバクテリアを持っていた。 Yanomami族の一部であるこれらは、薬物に露出されたことがなかった。 ニューヨーク大学の微生物生態学者であるMaria Gloria Dominguez-Belloは"私たちはヤノマミ族に生息する微生物がもっと色々なことだと思った。 しかしその程度を見て驚いた"と話した。
今回の研究は微生物群(microbiome)についての研究成果の増加傾向に関する事例だ。 例えば、多くの研究は人間の身体に位置している微生物群は、新たな薬物の資源になりうると主張した。 そして他のグループの微生物群構成に対する比較を通じて、研究者たちはどのように人間が生きてきたし、移動してきたのか、を知ることができると主張した。 しかし、科学者らはまだ一人の微生物群の構成を決定する要因を理解していない。 カリフォルニア工科大学の微生物学者であるSarkis Mazmanianは"食べ物や環境、そして物質が重要な役割をするということを知っている"と話した。 抗生剤の広範囲な使用と厳格な衛生そして工場で処理された食べ物は、先進国では微生物群の遺伝的多様性を減らしている。
個別ヤノマミ族の微生物群は非常に興味深いとドミンゲジュ-ベローは話した。 研究者たちは2008年にヘリコプターによって発見されるまで、西欧の社会に知られていなかったことはヤノマミ族の34人から口腔、排便及び肌のサンプルを採取して研究した。 2009年に医学研究陣はこの部族と接触を試みたが、この部族は相対的に孤立した状態だった。 研究者たちがこのサンプルの微生物DNAを分析した場合、平均的であるヤオマミジョクの微生物群は平均的な米国人のものより2倍ほど多くの遺伝子を持っていた。 もっと驚くべきことは、ヤオマミジョクの微生物群は南米とアフリカの他の原住民たちのものよりもっと多様なものとされている。
科学者たちは、自然的に発生して化学的に合成される抗生剤に対して抵抗性を持つ遺伝子を発見したという点に興味深く考えている。 エール大学の進化生物学者であるKenneth Kiddはいかにしてこれらの抵抗性が生じたかどうかについて結論を下すのは難しいと話した。 たとえ、前の11,000年間、外部世界の影響を相対的には受けなかったが、一部ヤオマミジョクは20世紀半ばから人類学者らによって広範に研究されてきた。 キッドは"微生物は人間よりもっと早いスピードで接触する"と話した。 土壌に対する露出や貿易を通じて抗生剤に抵抗性を得ることができる。 まだこの論文は歴史に残るような結果だ。 彼は"多くの人らは古代微生物群ははるかに多様だっただろうと推測することだ。 塩基序列分析を通じて微生物群時間へ逆戻りすることができるスナップショットを得ることができる"と話した。 そして今回の研究はもっと多くの発見物をもたらす恐れがある:今回の研究の著者たちは、収集した微生物を培養して保管している。 そしてこの微生物群の特徴を調べるための研究になるだろう。
ベネズエラアマゾンの奥地で暮らしていたアメリカン・インディアンは、これまで発見された人間の中で最も多様性が豊かな微生物群を持っているという事実が発見された。 学術誌Science Advancesは発表した。 驚くべきことに、このグループの微生物群は抗生剤に抵抗性を持っている遺伝子を持っているバクテリアを持っていた。 Yanomami族の一部であるこれらは、薬物に露出されたことがなかった。 ニューヨーク大学の微生物生態学者であるMaria Gloria Dominguez-Belloは"私たちはヤノマミ族に生息する微生物がもっと色々なことだと思った。 しかしその程度を見て驚いた"と話した。
今回の研究は微生物群(microbiome)についての研究成果の増加傾向に関する事例だ。 例えば、多くの研究は人間の身体に位置している微生物群は、新たな薬物の資源になりうると主張した。 そして他のグループの微生物群構成に対する比較を通じて、研究者たちはどのように人間が生きてきたし、移動してきたのか、を知ることができると主張した。 しかし、科学者らはまだ一人の微生物群の構成を決定する要因を理解していない。 カリフォルニア工科大学の微生物学者であるSarkis Mazmanianは"食べ物や環境、そして物質が重要な役割をするということを知っている"と話した。 抗生剤の広範囲な使用と厳格な衛生そして工場で処理された食べ物は、先進国では微生物群の遺伝的多様性を減らしている。
個別ヤノマミ族の微生物群は非常に興味深いとドミンゲジュ-ベローは話した。 研究者たちは2008年にヘリコプターによって発見されるまで、西欧の社会に知られていなかったことはヤノマミ族の34人から口腔、排便及び肌のサンプルを採取して研究した。 2009年に医学研究陣はこの部族と接触を試みたが、この部族は相対的に孤立した状態だった。 研究者たちがこのサンプルの微生物DNAを分析した場合、平均的であるヤオマミジョクの微生物群は平均的な米国人のものより2倍ほど多くの遺伝子を持っていた。 もっと驚くべきことは、ヤオマミジョクの微生物群は南米とアフリカの他の原住民たちのものよりもっと多様なものとされている。
科学者たちは、自然的に発生して化学的に合成される抗生剤に対して抵抗性を持つ遺伝子を発見したという点に興味深く考えている。 エール大学の進化生物学者であるKenneth Kiddはいかにしてこれらの抵抗性が生じたかどうかについて結論を下すのは難しいと話した。 たとえ、前の11,000年間、外部世界の影響を相対的には受けなかったが、一部ヤオマミジョクは20世紀半ばから人類学者らによって広範に研究されてきた。 キッドは"微生物は人間よりもっと早いスピードで接触する"と話した。 土壌に対する露出や貿易を通じて抗生剤に抵抗性を得ることができる。 まだこの論文は歴史に残るような結果だ。 彼は"多くの人らは古代微生物群ははるかに多様だっただろうと推測することだ。 塩基序列分析を通じて微生物群時間へ逆戻りすることができるスナップショットを得ることができる"と話した。 そして今回の研究はもっと多くの発見物をもたらす恐れがある:今回の研究の著者たちは、収集した微生物を培養して保管している。 そしてこの微生物群の特徴を調べるための研究になるだろう。
2015/04/23
バッテリーなく駆動されるビデオカメラ
コロンビア大学工科大学コンピューター科学科のShree K.Nayar教授とT.C. Chang教授が率いる研究チームは明るい室内シーンが完全に自家動力化ができる最初のプロトタイプビデオカメラを開発している。 彼らは間接光を測定できるだけでなく、間接光を電力に変換することの出来るピクセルをデザインしている。 この研究チームはこの研究結果を4月24~26日にヒューストンRice Universityで開かれるInternational Conference on Computational Photographyで発表する予定だ。
"私たちはデジタル映像に対する革命の時代の中にいる"とコロンビア大学工科大学のコンピューター・ビジョン研究所を率いているNayarが話した。 彼は昨年だけで、全世界的に様々な形のカメラがおよそ20億個程度売れたと話した。 "私は、これは氷山の一角に過ぎなかったものと考える。 デジタル映像は着用型機器、センサーネットワークやスマート環境、個人化された適合型医学や事物インターネットを含めて多様に浮き彫りにされている新しい分野が発展するように作ってくれるはずである。 したがって、カメラが外部的なパワー供給がなくても自由に動作できる機器があれば非常に有用になるだろう"と彼は付け加えた。
コンピューター画像分野の著名な研究者としてNayarはデジタルカメラと太陽電池がお互いに異なる目的を持っていても、この二つは全て同じな構成要素を通じて構成されるというのを分かるようになった。 デジタルカメラの最も核心は映像センサーと数百万個のピクセルを持ったチップだ。 ピクセルで機器を活性化させる中心はフォトダイオードである。 これは光にさらされる時に電流を発生させることである。 このようなメカニズムは、各ピクセルがどんなところに映し出される光の強度を測定するようにしている。 また、同じフォトダイオードが太陽電池にも使用されるが、これでは入射光が電力で変化されるのだ。 カメラピクセルでフォトダイオードは光伝導モードの場合、使用されるが、太陽電池では光電池モードの場合、使用される。
研究エンジニアであるDaniel SimsおよびADSPコンサルティングのコンサルタントのMikhail Fridbergと共にNayarは30x40ピクセルを持った映像センサーを製造するために最新の構成要素を使用した。 彼のプロトタイプカメラは3Dでプリントされた機器として各ピクセルのフォトダイオードはいつも光電池モードで動作するようになる。
ピクセルデザインはとても簡単、単に二つのトランジスタだけを使用することになる。 各映像キャプチャーサイクル間にピクセルは先に映像を記録して、よむのに使用され、エネルギーを得るのに使用される。 そしてセンサーのパワーを供給するために充電されるが、使用される。 映像センサーはずっと映像キャプチャーとパワー獲得モードの間を行ったり来たりすることになる。 カメラが映像をキャプチャーするのに使用されないようになると、電話や時計と一緒に他の機器のためのパワーを生成するのに使用されことができる。
Nayarは映像センサーがリフレッシュできるバッテリーを使用することができ、これの獲得能力を通じて充電できると話した。 "しかし、私たちはセンサーが本当に自家動力になることができ、獲得されたエネルギーを保存するためにコンデンサだけを使用できるかどうか検証するために極端な方法を使用した"と彼が話した。
"エネルギーを獲得できる映像センサーのための幾つかの異なったデザインが過去に提案された。 しかし、私たちが開発したプロトタイプは完全な者が動力ビデオカメラを初めて証明したのだ。 そして僕たちのデザインを証明するため、最新の構成要素を使用しても、私たちのセンサー構造は薄型固体回路ヨンサンチプに適合するように作ることができる。 我々の研究結果は非常に長く持続できる機能をする次世代カメラを発展させるのに重要な契機になるだろうと信じている。 それで外部的なパワー供給がなくても駆動される未来の発展に対する基礎になるものと考えている"と彼が話した。
"私たちはデジタル映像に対する革命の時代の中にいる"とコロンビア大学工科大学のコンピューター・ビジョン研究所を率いているNayarが話した。 彼は昨年だけで、全世界的に様々な形のカメラがおよそ20億個程度売れたと話した。 "私は、これは氷山の一角に過ぎなかったものと考える。 デジタル映像は着用型機器、センサーネットワークやスマート環境、個人化された適合型医学や事物インターネットを含めて多様に浮き彫りにされている新しい分野が発展するように作ってくれるはずである。 したがって、カメラが外部的なパワー供給がなくても自由に動作できる機器があれば非常に有用になるだろう"と彼は付け加えた。
コンピューター画像分野の著名な研究者としてNayarはデジタルカメラと太陽電池がお互いに異なる目的を持っていても、この二つは全て同じな構成要素を通じて構成されるというのを分かるようになった。 デジタルカメラの最も核心は映像センサーと数百万個のピクセルを持ったチップだ。 ピクセルで機器を活性化させる中心はフォトダイオードである。 これは光にさらされる時に電流を発生させることである。 このようなメカニズムは、各ピクセルがどんなところに映し出される光の強度を測定するようにしている。 また、同じフォトダイオードが太陽電池にも使用されるが、これでは入射光が電力で変化されるのだ。 カメラピクセルでフォトダイオードは光伝導モードの場合、使用されるが、太陽電池では光電池モードの場合、使用される。
研究エンジニアであるDaniel SimsおよびADSPコンサルティングのコンサルタントのMikhail Fridbergと共にNayarは30x40ピクセルを持った映像センサーを製造するために最新の構成要素を使用した。 彼のプロトタイプカメラは3Dでプリントされた機器として各ピクセルのフォトダイオードはいつも光電池モードで動作するようになる。
ピクセルデザインはとても簡単、単に二つのトランジスタだけを使用することになる。 各映像キャプチャーサイクル間にピクセルは先に映像を記録して、よむのに使用され、エネルギーを得るのに使用される。 そしてセンサーのパワーを供給するために充電されるが、使用される。 映像センサーはずっと映像キャプチャーとパワー獲得モードの間を行ったり来たりすることになる。 カメラが映像をキャプチャーするのに使用されないようになると、電話や時計と一緒に他の機器のためのパワーを生成するのに使用されことができる。
Nayarは映像センサーがリフレッシュできるバッテリーを使用することができ、これの獲得能力を通じて充電できると話した。 "しかし、私たちはセンサーが本当に自家動力になることができ、獲得されたエネルギーを保存するためにコンデンサだけを使用できるかどうか検証するために極端な方法を使用した"と彼が話した。
"エネルギーを獲得できる映像センサーのための幾つかの異なったデザインが過去に提案された。 しかし、私たちが開発したプロトタイプは完全な者が動力ビデオカメラを初めて証明したのだ。 そして僕たちのデザインを証明するため、最新の構成要素を使用しても、私たちのセンサー構造は薄型固体回路ヨンサンチプに適合するように作ることができる。 我々の研究結果は非常に長く持続できる機能をする次世代カメラを発展させるのに重要な契機になるだろうと信じている。 それで外部的なパワー供給がなくても駆動される未来の発展に対する基礎になるものと考えている"と彼が話した。
たんぱく質やナノ粒子を結合させることができる新しい方法
タンパク質基盤の医療用治療にナノ粒子を利用することは容易なことがない。 科学者たちはこれを遂行できるが、タンパク質とナノ粒子間の結合は容易に分離される。 このような問題のためにタンパク質を利用した医療用治療に深刻な疾病を治療することが難しい。 しかし、これはまた変わりかねない。
University at Buffaloの研究陣は、ナノ粒子とタンパク質をお互いに混合することで、タンパク質をナノ粒子に容易かつ効果的に結合させることができる新しい方法を発見した。 この研究結果はジャーナルNature Chemistryに4月20日付で掲載された。 これはHIVワクチンを開発するのに有望で、がん細胞を標的とする方法を示している。
"しばらくの間タンパク質をナノ粒子に付着させることはできる。 しかし、制御された環境で効率的に遂行するのは相当困難だ。 これまで体内で働くことができる簡単な方法が開発されたことがなかった"この研究をリードしたJonathan F.Lovellの助教授が言った。 彼は"私たちはナノ粒子にたんぱく質を容易に付着させることができてついていないベルクロ(Velcro)のように互いに維持させることができる"と付け加えた。
今回の研究陣は葉緑素(天然色素)、リン脂質(植物性油と類似した地方)、コバルト(自己、防水、高強度合金にしばしば使用される金属)で作られたナノ粒子を使用した。 一方、タンパク質はpolyhistidine-tagというアミノ酸鎖で変形する。 医学にはまれな場合であるが、polyhistidine-tagはタンパク質研究に幅広く使用されている。 その後に、今回の研究陣は水の中に変形されたタンパク質とナノ粒子を混合させた。 タンパク質の一方の末端はナノ粒子の外部層の中に挿入され、これの残りの部分は、触手のように突出される。
新たな結合モデルの有用性を調査するために、今回の研究陣はこれに補助剤を追加した。 補助剤はワクチンや薬物治療の効能を向上させるのに使われる免疫祭である。 この研究結果は印象的だ。 3つの要素(補助剤、たんぱく質、ナノ粒子)はHIVに対抗して免疫反応を刺激する役割を果たしている。
今回の研究陣はがん細胞をピョジョクハするタンパク質を使用した。 つまり、この研究結果は自動追尾ミサイルのように腫瘍を追跡する役割を果たす新たな結合モデルを提示している。 標的のナノ粒子は体内のあらゆるところに抗がん薬物を放出できるよう、特定のがん細胞をピョジョクハことができるために、がん治療を向上させることができる潜在力を持っている。 今回の研究陣はワクチンに対する、より厳格な調査と腫瘍標的記述を追加的に遂行する計画を持っている。 人間に対する臨床試験は、究極的な目標だ。
University at Buffaloの研究陣は、ナノ粒子とタンパク質をお互いに混合することで、タンパク質をナノ粒子に容易かつ効果的に結合させることができる新しい方法を発見した。 この研究結果はジャーナルNature Chemistryに4月20日付で掲載された。 これはHIVワクチンを開発するのに有望で、がん細胞を標的とする方法を示している。
"しばらくの間タンパク質をナノ粒子に付着させることはできる。 しかし、制御された環境で効率的に遂行するのは相当困難だ。 これまで体内で働くことができる簡単な方法が開発されたことがなかった"この研究をリードしたJonathan F.Lovellの助教授が言った。 彼は"私たちはナノ粒子にたんぱく質を容易に付着させることができてついていないベルクロ(Velcro)のように互いに維持させることができる"と付け加えた。
今回の研究陣は葉緑素(天然色素)、リン脂質(植物性油と類似した地方)、コバルト(自己、防水、高強度合金にしばしば使用される金属)で作られたナノ粒子を使用した。 一方、タンパク質はpolyhistidine-tagというアミノ酸鎖で変形する。 医学にはまれな場合であるが、polyhistidine-tagはタンパク質研究に幅広く使用されている。 その後に、今回の研究陣は水の中に変形されたタンパク質とナノ粒子を混合させた。 タンパク質の一方の末端はナノ粒子の外部層の中に挿入され、これの残りの部分は、触手のように突出される。
新たな結合モデルの有用性を調査するために、今回の研究陣はこれに補助剤を追加した。 補助剤はワクチンや薬物治療の効能を向上させるのに使われる免疫祭である。 この研究結果は印象的だ。 3つの要素(補助剤、たんぱく質、ナノ粒子)はHIVに対抗して免疫反応を刺激する役割を果たしている。
今回の研究陣はがん細胞をピョジョクハするタンパク質を使用した。 つまり、この研究結果は自動追尾ミサイルのように腫瘍を追跡する役割を果たす新たな結合モデルを提示している。 標的のナノ粒子は体内のあらゆるところに抗がん薬物を放出できるよう、特定のがん細胞をピョジョクハことができるために、がん治療を向上させることができる潜在力を持っている。 今回の研究陣はワクチンに対する、より厳格な調査と腫瘍標的記述を追加的に遂行する計画を持っている。 人間に対する臨床試験は、究極的な目標だ。
2015/04/22
優秀な成果をあげた米国の原子力発電所
最近に発表された報告書に盛り込まれた米国原子力発電所に対する信頼性及び安全性指標によると、米国の発電所が10年以上一貫的に持続される優秀な成果を見せていると、米原子力協会(Nuclear Energy Institute、NEI)が明らかにした。 一方、NEIはフロリダの原子力発電所が毎年ジュギョンジェに14億ドル(約1兆5,000億ウォン)以上貢献することが明らかになったと付け加えた。 NEIは世界の原発事業者協会(World Association of Nuclear Operators、WANO)と毎年、米国原子力産業をモニタリングする米国原子力事業者協会(Institute of Nuclear Power Operators、INPO)の成果評価指数を使用して報告書を刊行した。
系統連結および発展時間の量で測定される発電所稼動率は91.7%を記録しており、2015年目標である92%に近接しており、15年間続けて91%以上を維持していることが分かった。 米国原子力発電所は59会議スクラム(SCRAM)としても知られている非正常自動あるいは手動原子炉稼動を中断したが、過去12年間、最低水準を記録している。 2014年の指標を見れば、米国原子力発電所は、すでに2015年性能目標値を超過達成したり、近接したことを知ることができる。 この目標値は5年を基準に作成されるため、2015年の目標値は2010年に作成されたものだ。
米国原子力発電所の高い稼働率は模範的な安全性性能指標と一致している。 WANOとINPO指標によると、多重防護を採択した原子炉の州安全性系統の性能が過ぎた15年間、93%を下回ったことがないことを示している。 2014年に達成した96%の稼働率は2008年以来、最高値を記録した。 2014年は、発電所の作業者の安全において新たな記録を達成した年で200,000万の作業時間の間、0.03件の産業災害が発生するのに止まった。 米労働統計局(Bureau of Labor Statistics)によると、発電所で勤務していることが、一般製造、レジャー、保健分野より安全さはもちろん、、さらには金融分野よりも安全なことが分かったとNEIが明らかにした。
NEI首席副会長兼原子力の理事であるエンソニピトゥレンボール(Anthony Pietrangelo)は100,000人に達する競争力のある人的資源と供給会社がこのような成果を収めたのと褒め称え、、"産業や個人において最高の年を記念するのは意味あることだ。 このような成果を10年、あるいはそれ以上維持することこそ、真の優秀性を評価する指標と言える"と付け加えた。
NEIはフロリダで電力(Florida Power&Light、FPL)の原子力発電所がジュギョンジェに貢献した利益を強調している新しい報告書を発刊した。 25ページに達するセントルイ市(St Lucie)とトルコポイント(Turkey Point)発電所の年間のデータを分析した同報告書は二発電所が14億ドルに相当する経済的貢献をあげたと明らかにした。
この発電所が700人の正規職勤労者を雇用しているほかにも経済的波及効果を通じて、毎年12億ドルに達する経済活動を促進させていることが明らかになった。 FPLの発電所の運営を通じて5,800個以上の直接・間接雇用も創出されている。 また、それぞれ2基の加圧軽水炉を誘致しているセントルイ市とトルコポイント発電所も、フロリダ州発電量の12%を充当しており、低炭素電力源の98%を占めており、フロリダクリーンエネルギーのポートフォリオの核心的な役割を果たしている。
NEIの分析は購買注文支出、人件費、納税資料などを利用した影響分析モデルで実行される全国的に認められる報告書だ。 この報告書に対する独立的な検討はフロリダ州立大学の経済予測・分析センター(Center for Economic Forecasting and Analysis)のセンター長であり、経済研究企業(Economic Research Enterprises)所長ジュリー・ハリントン(Julie Harrington)が担当した。 彼女はNEIの分析がFPLの経済的影響に対する実質的で信頼性のある推定を反映していると話した。
系統連結および発展時間の量で測定される発電所稼動率は91.7%を記録しており、2015年目標である92%に近接しており、15年間続けて91%以上を維持していることが分かった。 米国原子力発電所は59会議スクラム(SCRAM)としても知られている非正常自動あるいは手動原子炉稼動を中断したが、過去12年間、最低水準を記録している。 2014年の指標を見れば、米国原子力発電所は、すでに2015年性能目標値を超過達成したり、近接したことを知ることができる。 この目標値は5年を基準に作成されるため、2015年の目標値は2010年に作成されたものだ。
米国原子力発電所の高い稼働率は模範的な安全性性能指標と一致している。 WANOとINPO指標によると、多重防護を採択した原子炉の州安全性系統の性能が過ぎた15年間、93%を下回ったことがないことを示している。 2014年に達成した96%の稼働率は2008年以来、最高値を記録した。 2014年は、発電所の作業者の安全において新たな記録を達成した年で200,000万の作業時間の間、0.03件の産業災害が発生するのに止まった。 米労働統計局(Bureau of Labor Statistics)によると、発電所で勤務していることが、一般製造、レジャー、保健分野より安全さはもちろん、、さらには金融分野よりも安全なことが分かったとNEIが明らかにした。
NEI首席副会長兼原子力の理事であるエンソニピトゥレンボール(Anthony Pietrangelo)は100,000人に達する競争力のある人的資源と供給会社がこのような成果を収めたのと褒め称え、、"産業や個人において最高の年を記念するのは意味あることだ。 このような成果を10年、あるいはそれ以上維持することこそ、真の優秀性を評価する指標と言える"と付け加えた。
NEIはフロリダで電力(Florida Power&Light、FPL)の原子力発電所がジュギョンジェに貢献した利益を強調している新しい報告書を発刊した。 25ページに達するセントルイ市(St Lucie)とトルコポイント(Turkey Point)発電所の年間のデータを分析した同報告書は二発電所が14億ドルに相当する経済的貢献をあげたと明らかにした。
この発電所が700人の正規職勤労者を雇用しているほかにも経済的波及効果を通じて、毎年12億ドルに達する経済活動を促進させていることが明らかになった。 FPLの発電所の運営を通じて5,800個以上の直接・間接雇用も創出されている。 また、それぞれ2基の加圧軽水炉を誘致しているセントルイ市とトルコポイント発電所も、フロリダ州発電量の12%を充当しており、低炭素電力源の98%を占めており、フロリダクリーンエネルギーのポートフォリオの核心的な役割を果たしている。
NEIの分析は購買注文支出、人件費、納税資料などを利用した影響分析モデルで実行される全国的に認められる報告書だ。 この報告書に対する独立的な検討はフロリダ州立大学の経済予測・分析センター(Center for Economic Forecasting and Analysis)のセンター長であり、経済研究企業(Economic Research Enterprises)所長ジュリー・ハリントン(Julie Harrington)が担当した。 彼女はNEIの分析がFPLの経済的影響に対する実質的で信頼性のある推定を反映していると話した。
重要なマラリア薬物耐性発見
研究者たちがマラリア寄生虫が最も重要なハンマルラリア薬物の種類のアルテミッシーニンギェ(artemisinins)に耐性を持つように作るのに原因がなる分子仕組みを明らかにした。 アルテミッシーニンギェ薬物は最も危険な形のマラリアを引き起こす寄生虫の種に対抗する現在のすべての薬物らの中で最も早い作用を持った強力な薬物だ。 アルテミシニンの組合療法(Artemisinin combination therapies(ACTs))は、もうP.falciparumマラリアのための全世界的な標準療法だ。 不幸にも、アルテミシニンに対する耐性が西南アジアにかけた五つ国で感知された。
世界保健機関(World Health Organization)の2014世界マラリア報告書によると、世界的に33億人が感染の危険において1億9800万件のマラリア事例があるものと推定される。 たとえマラリアの影響が依然として大きいが、その統計は世界的なマラリアの負担から相当な減少を反映している。 2010年以来、疾病感染は30%減り、マラリアによる死亡率は半分に減った。
アルテミッシーニンギェ薬物は最も危険の形のマラリアを引き起こす寄生虫のPlasmodium falciparumに対抗するすべての現在の薬物らの中で最も早い作用を持つ強力な薬物だ。 アルテミシニンの組合療法(Artemisinin combination therapies(ACTs))は、もうP.falciparumマラリアのための世界的な標準療法だ。 不幸にも、アルテミシニンに対する耐性が西南アジアにある5カ国で感知された。 カンボジア・タイ国境に沿って、P.falciparumは今ではほとんどの使用可能なハンマルラリア薬物に耐性を持つ。 アルテミシニンの耐性はマラリア制御と除去に深刻な脅威となっている。
"血液段階マラリア感染には二つの段階がある。 最初の段階から、'ring'寄生虫の段階が血流に循環して、2番目の段階で、'成熟した'寄生虫の段階が体の組織に身を隠している"とBoler-Parseghian、および疎外疾患のための研究所(Boler-Parseghian Center for Rare and Neglected Diseases)のJames C.Parsons and Carrie Ann Quinn所長であり、生物科学Rev.Julius A.Nieuwland教授のKasturi Haldarは説明した。 "アルテミッシーニンギェ薬物は最初の段階を標的にするために早くマラリアを治療するのにとても効果的だ。 患者たちがその薬品を服用したとき、彼らの熱が急速に下げて,その寄生虫は急速に除去される"とHaldarは述べた。
たとえアルテミッシーニンギェ薬物が広く使われて調査されたが、誰もそれらがどのように作用するか、またはどうして臨床的な耐性が出現したかどうかを完全に理解していない。 実験室研究はアルテミッシーニンギェ薬物が組織に隠れた成熟した寄生虫の段階に対抗していつも活性を有すると見えたが、臨床医は依然として感染の初期段階にある患者から耐性感染を目撃している。 加えて、P.falciparumに対する以前の戦場遺伝体関連genome wide association)研究はアルテミシニンの耐性と関連した遺伝子を確認したが、その遺伝子がどのように作用するかどうかは知られなかった。 今回のノトゥルダムデ(University of Notre Dame)が率いる研究は臨床的に影響を受けたringの段階でアルテミシニンの標的とその寄生虫の耐性を追跡するために使用されるウソンの表紙のPfKelch13と呼ばれる遺伝子がどのようにアルテミシニンの耐性を起こすかを確認した。
"私たちはPI3P(phosphatidylinositol-3-phosphate)と呼ばれる地質の水準がアルテミシニンに反応する種よりアルテミシニンの-耐性P.falciparumでもっと高いものを観察した"とこの研究の共同-第一著者であり、生物科学の博士後研究員であるAlassane Mbengueが話した。 "この地質はPfPI3Kと呼ばれる酵素によって作られる。 私たちはアルテミッシーニンギェ薬物がこのリン酸化酵素がPI3P地質を作るのを抑制することを発見した"とMbengueが付け加えた。 "私たちはまた、その寄生虫に存在するそのリン酸化酵素の量が遺伝子PfKelch13によって統制されているのを発見した"とMbengueは言った。 "この遺伝子での突然変異はそのリン酸化酵素の水準を高めるのに、この結果PI3P地質の水準を増やす。 その寄生虫にあるPI3Pの地質のレベルは高いほどのアルテミシニンの耐性のレベルは高い。 私たちはまた、遺伝子突然変異なしに寄生虫でその地質の水準を研究してPI3P地質の水準が人工的に増えたとき、その寄生虫は依然として比例して耐性を持つようになることを観察した"とMbengueが言及した。
"私たちの結果は私たちがアルテミシニンの耐性が広く広がっているところのカンボジアから臨床寄生虫を研究したために特に意味がある"とこの論文の共同-第一著者であり、生物科学の研究助教授のSouvik Bhattacharjeeは説明した。 "私たちはアジアと欧州、米国にいる研究者たちと臨床医と協力した。 Boler-Parseghian、および疎外疾患のための研究所にある協力者たちはIUSMのRob Stahelin、Computer Assisted Molecular Design Core、化学および生物化学科のOlaf Wiest、生物科学科とGenomics and Bioinformatics CoreのShahir Rizkを含む。 これは国際的で局地的な水準で何年にわたった真の協力だった"とBhattacharjeeは言及した。
この研究のための次の段階について聞いた時、Bhattacharjeeは"アルテミシニンの耐性を克服するため、現在二つの選択権がある。 ノトゥルダムデとEli Lilly&Co、そしてMedicines for Malaria Ventureにある韓国の協力者たちと一緒に研究して、私たちはPI3P地質を作るリン酸化酵素の機能を抑制したり、リン酸化酵素自体の生産を妨害することで、その寄生虫を殺す薬物を探す必要がある"と話した。
世界保健機関(World Health Organization)の2014世界マラリア報告書によると、世界的に33億人が感染の危険において1億9800万件のマラリア事例があるものと推定される。 たとえマラリアの影響が依然として大きいが、その統計は世界的なマラリアの負担から相当な減少を反映している。 2010年以来、疾病感染は30%減り、マラリアによる死亡率は半分に減った。
アルテミッシーニンギェ薬物は最も危険の形のマラリアを引き起こす寄生虫のPlasmodium falciparumに対抗するすべての現在の薬物らの中で最も早い作用を持つ強力な薬物だ。 アルテミシニンの組合療法(Artemisinin combination therapies(ACTs))は、もうP.falciparumマラリアのための世界的な標準療法だ。 不幸にも、アルテミシニンに対する耐性が西南アジアにある5カ国で感知された。 カンボジア・タイ国境に沿って、P.falciparumは今ではほとんどの使用可能なハンマルラリア薬物に耐性を持つ。 アルテミシニンの耐性はマラリア制御と除去に深刻な脅威となっている。
"血液段階マラリア感染には二つの段階がある。 最初の段階から、'ring'寄生虫の段階が血流に循環して、2番目の段階で、'成熟した'寄生虫の段階が体の組織に身を隠している"とBoler-Parseghian、および疎外疾患のための研究所(Boler-Parseghian Center for Rare and Neglected Diseases)のJames C.Parsons and Carrie Ann Quinn所長であり、生物科学Rev.Julius A.Nieuwland教授のKasturi Haldarは説明した。 "アルテミッシーニンギェ薬物は最初の段階を標的にするために早くマラリアを治療するのにとても効果的だ。 患者たちがその薬品を服用したとき、彼らの熱が急速に下げて,その寄生虫は急速に除去される"とHaldarは述べた。
たとえアルテミッシーニンギェ薬物が広く使われて調査されたが、誰もそれらがどのように作用するか、またはどうして臨床的な耐性が出現したかどうかを完全に理解していない。 実験室研究はアルテミッシーニンギェ薬物が組織に隠れた成熟した寄生虫の段階に対抗していつも活性を有すると見えたが、臨床医は依然として感染の初期段階にある患者から耐性感染を目撃している。 加えて、P.falciparumに対する以前の戦場遺伝体関連genome wide association)研究はアルテミシニンの耐性と関連した遺伝子を確認したが、その遺伝子がどのように作用するかどうかは知られなかった。 今回のノトゥルダムデ(University of Notre Dame)が率いる研究は臨床的に影響を受けたringの段階でアルテミシニンの標的とその寄生虫の耐性を追跡するために使用されるウソンの表紙のPfKelch13と呼ばれる遺伝子がどのようにアルテミシニンの耐性を起こすかを確認した。
"私たちはPI3P(phosphatidylinositol-3-phosphate)と呼ばれる地質の水準がアルテミシニンに反応する種よりアルテミシニンの-耐性P.falciparumでもっと高いものを観察した"とこの研究の共同-第一著者であり、生物科学の博士後研究員であるAlassane Mbengueが話した。 "この地質はPfPI3Kと呼ばれる酵素によって作られる。 私たちはアルテミッシーニンギェ薬物がこのリン酸化酵素がPI3P地質を作るのを抑制することを発見した"とMbengueが付け加えた。 "私たちはまた、その寄生虫に存在するそのリン酸化酵素の量が遺伝子PfKelch13によって統制されているのを発見した"とMbengueは言った。 "この遺伝子での突然変異はそのリン酸化酵素の水準を高めるのに、この結果PI3P地質の水準を増やす。 その寄生虫にあるPI3Pの地質のレベルは高いほどのアルテミシニンの耐性のレベルは高い。 私たちはまた、遺伝子突然変異なしに寄生虫でその地質の水準を研究してPI3P地質の水準が人工的に増えたとき、その寄生虫は依然として比例して耐性を持つようになることを観察した"とMbengueが言及した。
"私たちの結果は私たちがアルテミシニンの耐性が広く広がっているところのカンボジアから臨床寄生虫を研究したために特に意味がある"とこの論文の共同-第一著者であり、生物科学の研究助教授のSouvik Bhattacharjeeは説明した。 "私たちはアジアと欧州、米国にいる研究者たちと臨床医と協力した。 Boler-Parseghian、および疎外疾患のための研究所にある協力者たちはIUSMのRob Stahelin、Computer Assisted Molecular Design Core、化学および生物化学科のOlaf Wiest、生物科学科とGenomics and Bioinformatics CoreのShahir Rizkを含む。 これは国際的で局地的な水準で何年にわたった真の協力だった"とBhattacharjeeは言及した。
この研究のための次の段階について聞いた時、Bhattacharjeeは"アルテミシニンの耐性を克服するため、現在二つの選択権がある。 ノトゥルダムデとEli Lilly&Co、そしてMedicines for Malaria Ventureにある韓国の協力者たちと一緒に研究して、私たちはPI3P地質を作るリン酸化酵素の機能を抑制したり、リン酸化酵素自体の生産を妨害することで、その寄生虫を殺す薬物を探す必要がある"と話した。
食糧廃棄物を燃料に変換するための研究
国際連合食糧農業機関(The Food and Agriculture Organization of the United Nations)は、全世界で生産されている食糧の1/3が使われていないと推定した。 これは1年に約13億トンに達する食糧廃棄物が発生することを意味したりもする。 米国は、総額食糧の40%を浪費しており、これは1,650億ドルに達するものと推定されている。 このような食糧廃棄物の処理は埋め立て地でなされるが、彼らが腐敗し、メタン(Methane)、ガスを排出するという問題が発生する。 そしてこのメタンガスは二酸化炭素よりもっと多くの温室効果ガスの排出に影響を与える。 これを定量的に計算すれば、食糧廃棄物は年間33億トンを超える温室効果ガスを作って、米国は、全世界の総排出の19%を占め、中国に次ぐ2番目に多くの排出国であることが分かった。
これに、シンシナティー大学(University of Cincinnati)の応用科学大学(College of Engineering and Applied Science)研究陣はこのような有機廃棄物を埋め立てず、処理し得る案について研究した。 この2013年10月、シンシナティー大学のTimothy C.Keener、Drew C.McAvoy博士などで行われている研究陣は食糧廃棄物からバイオエネルギーと肥料を生産するパイロット研究(A Pilot Study to Produce Bioenergy and Fertilizer from UC`s Food Waste)というタイトルのスマートシティプロジェクトを提案した。
提案書の目的は食糧廃棄物をガス燃料、固体燃料、バイオディーゼルや今日の承認を受けた他の製品に変換することだ。 研究陣はこの2014年10月、研究目的でシンシナティ大学の食堂で発生する660ポンドの食品の廃棄物を変換するパイロット設備を運営し始めた。 その後栄養分が豊富な有機物質をバイオガスのような燃料や肥料に転換するため、嫌気性消化(Anaerobic Digestion)を活用する画期的な技術を開発した。 これらの技術は処理過程の中で生産されるバイオガスの一部である二酸化炭素を、鳥(Algae)の栽培に活用できるという長所もある。 また、鳥は内部の地質(Lipid)を利用してバイオディーゼルを生産しているが、活用することができる。
嫌気性消化を、鳥の生産と統合した今回の新しい工程は再生可能な方法で食品の廃棄物にいる炭素をほぼ完全に活用できるようにしてくれる。 McAvoy博士は"鳥の生産と連携された食品の廃棄物の嫌気性消化は温室効果ガスの排出だけでなく、再生可能エネルギー生産のための魅力的なアプローチ"と明らかにした。 安定的かつ効果的なバイオ燃料大量生産は、持続可能な液体、固体、気体燃料を通じて化石燃料の使用を最小化したり、最初から除去することができる。 そして、化石燃料の使用を最小化することは温室効果ガスの大気中濃度を減らすのに寄与することと言える。 また、このような工程は数十億トンに達しているメタンの大気排出を削減して数100億トンの二酸化炭素をバイオ燃料に変換することができる。
最近、KeenerとMcAvoy博士は彼らの研究結果をRenewable Energy Grantに披露した。 彼らは現在、Rumpkeと協力を結んでおり、中央設備に適用することを目標とする長期計画をシンシナティ市と一緒に開発することを望んでいる。 Keener博士は"このようなバイオ燃料資源が現実化されるなら、微細藻類(Microalgae)の大量生産を含めた公正運営案について最適化する必要がある"と話した。 私は世界の温室効果ガス排出を適切に管理できる案の一つはエネルギー持続可能性(Energy Sustainability)ということは明らかだ。 したがってこのような研究は環境や生活の質を改善するのに貢献するだろうと期待される。
これに、シンシナティー大学(University of Cincinnati)の応用科学大学(College of Engineering and Applied Science)研究陣はこのような有機廃棄物を埋め立てず、処理し得る案について研究した。 この2013年10月、シンシナティー大学のTimothy C.Keener、Drew C.McAvoy博士などで行われている研究陣は食糧廃棄物からバイオエネルギーと肥料を生産するパイロット研究(A Pilot Study to Produce Bioenergy and Fertilizer from UC`s Food Waste)というタイトルのスマートシティプロジェクトを提案した。
提案書の目的は食糧廃棄物をガス燃料、固体燃料、バイオディーゼルや今日の承認を受けた他の製品に変換することだ。 研究陣はこの2014年10月、研究目的でシンシナティ大学の食堂で発生する660ポンドの食品の廃棄物を変換するパイロット設備を運営し始めた。 その後栄養分が豊富な有機物質をバイオガスのような燃料や肥料に転換するため、嫌気性消化(Anaerobic Digestion)を活用する画期的な技術を開発した。 これらの技術は処理過程の中で生産されるバイオガスの一部である二酸化炭素を、鳥(Algae)の栽培に活用できるという長所もある。 また、鳥は内部の地質(Lipid)を利用してバイオディーゼルを生産しているが、活用することができる。
嫌気性消化を、鳥の生産と統合した今回の新しい工程は再生可能な方法で食品の廃棄物にいる炭素をほぼ完全に活用できるようにしてくれる。 McAvoy博士は"鳥の生産と連携された食品の廃棄物の嫌気性消化は温室効果ガスの排出だけでなく、再生可能エネルギー生産のための魅力的なアプローチ"と明らかにした。 安定的かつ効果的なバイオ燃料大量生産は、持続可能な液体、固体、気体燃料を通じて化石燃料の使用を最小化したり、最初から除去することができる。 そして、化石燃料の使用を最小化することは温室効果ガスの大気中濃度を減らすのに寄与することと言える。 また、このような工程は数十億トンに達しているメタンの大気排出を削減して数100億トンの二酸化炭素をバイオ燃料に変換することができる。
最近、KeenerとMcAvoy博士は彼らの研究結果をRenewable Energy Grantに披露した。 彼らは現在、Rumpkeと協力を結んでおり、中央設備に適用することを目標とする長期計画をシンシナティ市と一緒に開発することを望んでいる。 Keener博士は"このようなバイオ燃料資源が現実化されるなら、微細藻類(Microalgae)の大量生産を含めた公正運営案について最適化する必要がある"と話した。 私は世界の温室効果ガス排出を適切に管理できる案の一つはエネルギー持続可能性(Energy Sustainability)ということは明らかだ。 したがってこのような研究は環境や生活の質を改善するのに貢献するだろうと期待される。
食品産業を狙っている3Dプリンティング
食品デザイナーのマレー人ロボルの快楽主義者的気質が、オランダの高級レストランのテーブルを華やかに飾った。 彼が作ったチョコレートの地球儀(Chocolate Globe)は非常に精巧するだけでなく、技術的にも進歩した形の創作物だ。 わずか0.8ミリメートルの厚さのシェルチョコルリッに一つの大陸を金色に刻んで入れた裏には、チョコレートの誕生地を記念しようとする創作者の繊細な配慮が隠れている。 今回の作品はロボルがシェフ・パウトル売ったラルホボンと提携して3Dプリンターを利用してチョコレートを幾重にも積み上げて作ったものだ。 ロボルは食品の調理方法に革命を起こしたい(美食家とテクノロジーマニアで構成された)小グループの先鋒に立った人物だ。 4月21日、彼らは、オランダで初の会合を行い、3Dプリンティングを食品産業に伝播するのに貢献することで一致した。
今年末、スペインのナチュラル・マシン(Natural Machines)社は、消費者用3D食品プリンターを発売することにより、3Dプリント技術を厨房に導入する予定だ。 "3Dプリンター業界では`いつかすべての家庭に3Dプリンターが普及する日が来るかな?という問題をめぐり熱い論議が起こっている。 私の答えは`yes`だ。 しかし、その主人公はプラスチックを材料に使用する3Dプリンターではなく、食品を作る3Dプリンターになるだろう"とコネル大学のヘズリプスン教授は語る。
数十年間、3Dプリンティングを研究してきたリプスンによると、彼の生徒たちは早くからフロスティングとチョコレートを印刷し始めたという。 リプスンやロボルのような美食家たちが3Dプリントを利用して作る食品は主に芸術と茶目っ気が混ざっている菓子類だ。 一方、他の研究者はヘルスケアに適用する考えで3Dプリント技術を開発している。 例えば、オランダ・アイントホーフェンにある応用科学研究組織であるTNOでは、消費者と病院がオーダーメード栄養食を調理できるようにしてくれる3Dプリンターを開発しているという。
食品産業に3Dプリント技術を普及しようとする動きは、電子機器を利用した個人の健康情報収集が人気を集めている最近の傾向と軌を共にしている。 リプスンによると、3Dプリンターを利用して個人のアレルギー、活動水準、年齢、その日のコンディションなどを考慮したエネルギーバーを印刷する時代が到来するという。 しかし、そんな日が来るには技術的に改善する部分が多い。 第一に、3Dプリンターは遅すぎるというのが問題だ。 今回にロボルが披露したチョコレート地球儀の場合、約1時間がかかるという。 これは非常に非現実的であるので、3Dプリントを利用したチョコレートは現在のところ団地`見せしめの`に過ぎないと言える。 第二に、食品の質感(texture)も問題だ。 "大半の3Dプリンターはペーストや粉末を`インク`で使用するので、出力物はどろどろになる傾向がある。
しかし、技術が進歩する動きもうかがえる。 TNOのピーター・ファン・デブラウオル博士が率いる研究陣は食品に含まれる空気の量、食品の密度、繊維質の量と長さなどの媒介変数を操作し、質感を調節する方法を研究している。 また、ロボルもチーズとしっかりしたヨーグルト(strained yoghurt)を印刷した経験を打ち出し、食品の質感を改善できるという自信をほのめかしている。
技術をめぐる論争が起こっている中でも、3Dプリンティングマニアたちは早くからインターネットを通じてレシピを交わしている。 一部マニアたちは独特の材料を使ったりもする。 デブラウオル博士によると、一度は彼の同僚が昆虫の粉から抽出した蛋白質でプリントしたウェハーをもたらしたことがあるが、味があきれたという。 しかし、全ての人たちが冒険を楽しむわけではない。 リプスンによると、一時彼の研究室では、ユニークな材料を使用することが流行だったが、、`興味深いことはしかし、なんとなく窮屈だ`は意見が支配的だったという。
ロボルによれば彼のチョコレート地球儀は気泡含有チョコレートバー(aerated chocolate bars)と味が似ているという。 彼は消費者たちが見慣れない質感や色に過敏な反応を示すことをそんなに心配していない様子だ。 "消費者たちはとても保守的だ。 彼らは明るい色ときれいな形を持ったケーキとお菓子に慣れている。 しかし、いつもそんなことはない。 近いうちに消費者が食品を眺め方に変化が起きるだろう"と彼は言う。
今年末、スペインのナチュラル・マシン(Natural Machines)社は、消費者用3D食品プリンターを発売することにより、3Dプリント技術を厨房に導入する予定だ。 "3Dプリンター業界では`いつかすべての家庭に3Dプリンターが普及する日が来るかな?という問題をめぐり熱い論議が起こっている。 私の答えは`yes`だ。 しかし、その主人公はプラスチックを材料に使用する3Dプリンターではなく、食品を作る3Dプリンターになるだろう"とコネル大学のヘズリプスン教授は語る。
数十年間、3Dプリンティングを研究してきたリプスンによると、彼の生徒たちは早くからフロスティングとチョコレートを印刷し始めたという。 リプスンやロボルのような美食家たちが3Dプリントを利用して作る食品は主に芸術と茶目っ気が混ざっている菓子類だ。 一方、他の研究者はヘルスケアに適用する考えで3Dプリント技術を開発している。 例えば、オランダ・アイントホーフェンにある応用科学研究組織であるTNOでは、消費者と病院がオーダーメード栄養食を調理できるようにしてくれる3Dプリンターを開発しているという。
食品産業に3Dプリント技術を普及しようとする動きは、電子機器を利用した個人の健康情報収集が人気を集めている最近の傾向と軌を共にしている。 リプスンによると、3Dプリンターを利用して個人のアレルギー、活動水準、年齢、その日のコンディションなどを考慮したエネルギーバーを印刷する時代が到来するという。 しかし、そんな日が来るには技術的に改善する部分が多い。 第一に、3Dプリンターは遅すぎるというのが問題だ。 今回にロボルが披露したチョコレート地球儀の場合、約1時間がかかるという。 これは非常に非現実的であるので、3Dプリントを利用したチョコレートは現在のところ団地`見せしめの`に過ぎないと言える。 第二に、食品の質感(texture)も問題だ。 "大半の3Dプリンターはペーストや粉末を`インク`で使用するので、出力物はどろどろになる傾向がある。
しかし、技術が進歩する動きもうかがえる。 TNOのピーター・ファン・デブラウオル博士が率いる研究陣は食品に含まれる空気の量、食品の密度、繊維質の量と長さなどの媒介変数を操作し、質感を調節する方法を研究している。 また、ロボルもチーズとしっかりしたヨーグルト(strained yoghurt)を印刷した経験を打ち出し、食品の質感を改善できるという自信をほのめかしている。
技術をめぐる論争が起こっている中でも、3Dプリンティングマニアたちは早くからインターネットを通じてレシピを交わしている。 一部マニアたちは独特の材料を使ったりもする。 デブラウオル博士によると、一度は彼の同僚が昆虫の粉から抽出した蛋白質でプリントしたウェハーをもたらしたことがあるが、味があきれたという。 しかし、全ての人たちが冒険を楽しむわけではない。 リプスンによると、一時彼の研究室では、ユニークな材料を使用することが流行だったが、、`興味深いことはしかし、なんとなく窮屈だ`は意見が支配的だったという。
ロボルによれば彼のチョコレート地球儀は気泡含有チョコレートバー(aerated chocolate bars)と味が似ているという。 彼は消費者たちが見慣れない質感や色に過敏な反応を示すことをそんなに心配していない様子だ。 "消費者たちはとても保守的だ。 彼らは明るい色ときれいな形を持ったケーキとお菓子に慣れている。 しかし、いつもそんなことはない。 近いうちに消費者が食品を眺め方に変化が起きるだろう"と彼は言う。
老人性黄斑変性患者たちの視力喪失を遅らせた幹細胞1回、注射
網膜の中心部の退化の結果として視力喪失が発生する老人性黄斑変性(age-related macular degeneration:AMD)の進行を中断させるか、遅延させる治療法はまだ開発されなかった。 しかし、ラットを対象に幹細胞が適用された実験的治療法でこのような症状を大きく改善させることができることが分かった。 米国シドス-サイナイメディカルセンターのバイオ医学研究者たちが'Stem Cells'最新号に発表した論文によると、成体由来人の幹細胞の1回、注射としてAMD症状を持つラットの視力損失を著しく遅らせたという。
研究を主導したシドス-サイナイ・メディカルセンターの再生医学研究所のShaomei Wang博士はAMD患者にES細胞の注入後に視力を保護できることが初めて立証されたと説明した。 AMDは網膜の中心部である黄斑(macula)の破壊により発生する。 網膜は眼球で神経が豊富に存在する黒い色の薄い層として光を認識して物事を見るのに役を与えることになる。 AMD患者たちの場合は中心視力が漸進的に焼失されるという。 米国疾病統制予防センターによると、40歳以上の米国が180万人以上がAMDの影響を受けており、この数値は2020年には295万人に達すると推計されている。
ラットを対象に実施された今回の試験結果を人を対象と解釈してみると、幹細胞の1回、注射で視力が16年間保存されるものと期待されている。 今度、研究チームは人の皮膚細胞を誘導多能性幹細胞(induced pluripotent stem cells:iPSCs)に1次変換させた後に誘導神経電球幹細胞(induced neural progenitor stem cells:iNPSCs)に分化させて利用したという。 他の言葉で説明すると、研究チームは人の細胞を操作し、初期の分化していない状態に戻した後に再び様々な形の神経細胞に分化できる細胞へと変化させたのだ。
こんなに製造されたiNPSCsをAMDラットモデルの血管に注入すると、細胞が網膜に移動して、網膜細胞周辺に保護層を形成し、これ以上の細胞破壊が発生しないことが分かった。 また、iNPSCsが注射されたレトゥらは対照群と比較して分解されていない錐体光受容体外部分画(photoreceptor outer segments:POS)の蓄積が著しく減少したという。 iNPSCsが注射されたレトゥらの食細胞(phagosome)でPOSが豊富に含まれたことが分かった。 これはiNPSCsがラットの網膜の上皮細胞のPOS食細胞作用実を相殺させることを指している。
iNPSCs投与マウスらは網膜の横切断分節の分析でも、6~8熱意錐体光受容体を保有したのに対し、対照群では1列の錐体光受容体だけが確認されたという。 電気生理学的分析でもiNPSCs投与マウスの網膜は対照群より140倍や光に敏感なことが確認された。 以上の結果は、総合的にiNPSCsがAMDの発生レトゥらの関連の症状を大きく改善させることを指している。 最後に研究チームはiNPSCsの1回注射でAMDラットモデルで視力が130日間保存されており、この期間を人に換算すると、16年に当たると指摘した。
論文の共同著者であるシドス-サイナイ・メディカルセンターの再生医学研究所理事会長であるClive Svendsen博士はAMDで視力が失われている患者たちにiNPSCsが優れた効果を発揮したため、以後にももっと驚くべき効果が期待されると指摘した。 彼は"追加的である専任上試験データが要求されているが、我々の研究所は、AMDと他の疾病に対する個人に合わせた治療法として成体幹細胞を提供する際に一歩進んで行ったと考えている"と明らかにした。
現在、研究チームは、幹細胞に対する臨床試験を申請するための専任上の動物試験で、有効性と安全性を試験するという新たな計画を持っている。 ここで効果が確認されれば、実際にAMD患者たちを対象に臨床試験を実施するという。
研究を主導したシドス-サイナイ・メディカルセンターの再生医学研究所のShaomei Wang博士はAMD患者にES細胞の注入後に視力を保護できることが初めて立証されたと説明した。 AMDは網膜の中心部である黄斑(macula)の破壊により発生する。 網膜は眼球で神経が豊富に存在する黒い色の薄い層として光を認識して物事を見るのに役を与えることになる。 AMD患者たちの場合は中心視力が漸進的に焼失されるという。 米国疾病統制予防センターによると、40歳以上の米国が180万人以上がAMDの影響を受けており、この数値は2020年には295万人に達すると推計されている。
ラットを対象に実施された今回の試験結果を人を対象と解釈してみると、幹細胞の1回、注射で視力が16年間保存されるものと期待されている。 今度、研究チームは人の皮膚細胞を誘導多能性幹細胞(induced pluripotent stem cells:iPSCs)に1次変換させた後に誘導神経電球幹細胞(induced neural progenitor stem cells:iNPSCs)に分化させて利用したという。 他の言葉で説明すると、研究チームは人の細胞を操作し、初期の分化していない状態に戻した後に再び様々な形の神経細胞に分化できる細胞へと変化させたのだ。
こんなに製造されたiNPSCsをAMDラットモデルの血管に注入すると、細胞が網膜に移動して、網膜細胞周辺に保護層を形成し、これ以上の細胞破壊が発生しないことが分かった。 また、iNPSCsが注射されたレトゥらは対照群と比較して分解されていない錐体光受容体外部分画(photoreceptor outer segments:POS)の蓄積が著しく減少したという。 iNPSCsが注射されたレトゥらの食細胞(phagosome)でPOSが豊富に含まれたことが分かった。 これはiNPSCsがラットの網膜の上皮細胞のPOS食細胞作用実を相殺させることを指している。
iNPSCs投与マウスらは網膜の横切断分節の分析でも、6~8熱意錐体光受容体を保有したのに対し、対照群では1列の錐体光受容体だけが確認されたという。 電気生理学的分析でもiNPSCs投与マウスの網膜は対照群より140倍や光に敏感なことが確認された。 以上の結果は、総合的にiNPSCsがAMDの発生レトゥらの関連の症状を大きく改善させることを指している。 最後に研究チームはiNPSCsの1回注射でAMDラットモデルで視力が130日間保存されており、この期間を人に換算すると、16年に当たると指摘した。
論文の共同著者であるシドス-サイナイ・メディカルセンターの再生医学研究所理事会長であるClive Svendsen博士はAMDで視力が失われている患者たちにiNPSCsが優れた効果を発揮したため、以後にももっと驚くべき効果が期待されると指摘した。 彼は"追加的である専任上試験データが要求されているが、我々の研究所は、AMDと他の疾病に対する個人に合わせた治療法として成体幹細胞を提供する際に一歩進んで行ったと考えている"と明らかにした。
現在、研究チームは、幹細胞に対する臨床試験を申請するための専任上の動物試験で、有効性と安全性を試験するという新たな計画を持っている。 ここで効果が確認されれば、実際にAMD患者たちを対象に臨床試験を実施するという。
2015/04/21
ウイルスやガンに対する免疫力を増進させるタンパク質が発見された。
ウイルスやガンに対する免疫力を増進させるうえで重要な役割をするタンパク質を発見しました。 実験ネズミと人間の細胞に実験が行われました。 感染した細胞を殺す細胞毒性T細胞(cytotoxic T cells)の増殖を促進することを見せてくれました。
細胞毒性T細胞は免疫系の重要な構成成分です。 しかし、深刻な感染や癌を向き合うときと病気と戦うため十分な量で増殖できませんでした。 遺伝子突然変異を持ったネズミを調査中に正常個体に比べてウイルスに感染された後に10倍多くのcytotoxic T cellsを作った鐘のことを発見しました。 感染をより効果的に抑制し、腫瘍に耐性を持ちました。 また、第二の種類ではT cellの記憶細胞をもっとたくさん作りました。 以前会った感染を認識して、早い反応を開始できるようにしました。
免疫が増強されたネズミたちは今まで知られていないたんぱく質を多く生産しました。 研究員はこれを'リンパ球拡張分子LEM'(lymphocyte expansion molecule)と名づけました。 LEMが実験ネズミだけでなく、人のT細胞の増殖も調節するということを示しました。
研究員はLEMの生産を促進して免疫を向上させる遺伝子療法を開発しています。 大学ではImperial Innovationsという会社の支援を受け、2つの特許を申請しました。 ImmunarTという会社が技術、商業化を進めています。
研究をリードしたPhilip Ashton-Rickardt教授の言葉です。 "ガン細胞はT細胞活性を抑制する方法を持っているため免疫系を避けます。 患者のT細胞の中にLEM遺伝子を入れて治療できることを期待しています。 すべてうまく3年以内に臨床試験を実施できることを望んでいます。"
今回の研究は新たなたんぱく質LEMを確認し、ウイルスやガンと闘う免疫系の能力を向上させる方法を明らかにしてくれました。 細胞毒性T細胞として知られた白血球の中で特定エネルギー回路を、特にミトコンドリア呼吸を調節するタンパク質LEMの能力を基盤とします。
細胞毒性T細胞は免疫系の重要な構成成分です。 しかし、深刻な感染や癌を向き合うときと病気と戦うため十分な量で増殖できませんでした。 遺伝子突然変異を持ったネズミを調査中に正常個体に比べてウイルスに感染された後に10倍多くのcytotoxic T cellsを作った鐘のことを発見しました。 感染をより効果的に抑制し、腫瘍に耐性を持ちました。 また、第二の種類ではT cellの記憶細胞をもっとたくさん作りました。 以前会った感染を認識して、早い反応を開始できるようにしました。
免疫が増強されたネズミたちは今まで知られていないたんぱく質を多く生産しました。 研究員はこれを'リンパ球拡張分子LEM'(lymphocyte expansion molecule)と名づけました。 LEMが実験ネズミだけでなく、人のT細胞の増殖も調節するということを示しました。
研究員はLEMの生産を促進して免疫を向上させる遺伝子療法を開発しています。 大学ではImperial Innovationsという会社の支援を受け、2つの特許を申請しました。 ImmunarTという会社が技術、商業化を進めています。
研究をリードしたPhilip Ashton-Rickardt教授の言葉です。 "ガン細胞はT細胞活性を抑制する方法を持っているため免疫系を避けます。 患者のT細胞の中にLEM遺伝子を入れて治療できることを期待しています。 すべてうまく3年以内に臨床試験を実施できることを望んでいます。"
今回の研究は新たなたんぱく質LEMを確認し、ウイルスやガンと闘う免疫系の能力を向上させる方法を明らかにしてくれました。 細胞毒性T細胞として知られた白血球の中で特定エネルギー回路を、特にミトコンドリア呼吸を調節するタンパク質LEMの能力を基盤とします。
新しいゲノム情報、ガン治療可能性の予測
米国Ohio State Universityの総合癌センター、科学者たちが腫瘍内の遺伝的変異を測定できる新技術を開発した。 今回の研究は今後医師らが攻撃的なガンにかかった患者らが薬物耐性をするのか、知るのに役立つと期待される。
研究陣はMATH(突然変異-対立腫瘍異質性、mutant-allele tumor heterogeneity)と呼ばれる新しい採点方法を開発して、頭と首にがんができた腫瘍内の癌細胞の間に遺伝的変異を測定した。 MATHの点数が高く出たというのは他の癌細胞に存在する遺伝子突然変異の中で多くの差が私は転移である。
高い遺伝子変異を示すガンたちは、腫瘍内の異質性を見せており、患者の低い生存率と相関関係があった。 もし予備研究が今回の発見を確認すれば、MATHの点数は患者の診断を予測して、患者に最も効果的な治療方法を見つけることができるように貢献することができる。
単一アーム内で多重の突然変異細胞が存在すれば、臨床結果がさらに悪化しかねないというのは長い間仮定されてきたのだ。 しかし、腫瘍学者たちは腫瘍の異質性を臨床ケアに向けた決定に使用したり、疾病の診断を評価するのに使用しなかった。 これは、臨床で実際に使用できる簡単な方法ではないからだ。
このような必要を解決するために、James Rocco博士チームはMATHを開発した。 MATHは医者が患者の腫瘍で遺伝的な変異をより容易に測定して、治療のための決定を下すことを助けることに向けて作られたものだ。
今回の研究は"Intra-tumor Genetic Heterogeneity and Mortality in Head and Neck Cancer:Analysis of Data from The Cancer Genome Atlas"というタイトルでPLOS Medicineに報告された。 研究陣は、遺伝子の変異が高いがん患者は頭と首扁平上皮細胞がん(HNSCC)での死亡率の増加と関連があるということを突き止めた。
研究陣はMATH(突然変異-対立腫瘍異質性、mutant-allele tumor heterogeneity)と呼ばれる新しい採点方法を開発して、頭と首にがんができた腫瘍内の癌細胞の間に遺伝的変異を測定した。 MATHの点数が高く出たというのは他の癌細胞に存在する遺伝子突然変異の中で多くの差が私は転移である。
高い遺伝子変異を示すガンたちは、腫瘍内の異質性を見せており、患者の低い生存率と相関関係があった。 もし予備研究が今回の発見を確認すれば、MATHの点数は患者の診断を予測して、患者に最も効果的な治療方法を見つけることができるように貢献することができる。
単一アーム内で多重の突然変異細胞が存在すれば、臨床結果がさらに悪化しかねないというのは長い間仮定されてきたのだ。 しかし、腫瘍学者たちは腫瘍の異質性を臨床ケアに向けた決定に使用したり、疾病の診断を評価するのに使用しなかった。 これは、臨床で実際に使用できる簡単な方法ではないからだ。
このような必要を解決するために、James Rocco博士チームはMATHを開発した。 MATHは医者が患者の腫瘍で遺伝的な変異をより容易に測定して、治療のための決定を下すことを助けることに向けて作られたものだ。
今回の研究は"Intra-tumor Genetic Heterogeneity and Mortality in Head and Neck Cancer:Analysis of Data from The Cancer Genome Atlas"というタイトルでPLOS Medicineに報告された。 研究陣は、遺伝子の変異が高いがん患者は頭と首扁平上皮細胞がん(HNSCC)での死亡率の増加と関連があるということを突き止めた。
バッテリー性能を向上させることができる新しい方法
米国の研究陣はリチウムイオンの代わりにマグネシウムイオンを利用してバッテリー性能を向上させることができる新しい方法を発見した。
科学者たちは現在のリチウム-イオン基盤のバッテリーの限界を越えることのできる、次世代バッテリーを開発するために努力している。 University of Illinois at Chicagoの研究陣はChevrolet Voltと同じ電気自動車に使用されているリチウム-イオン基盤のバッテリーよりも優れたバッテリーを開発している。 今回に残っていける新しい研究結果を発表した。
今回の研究陣はマグネシウムイオンがリチウムイオンを切り替えることができるということを証明した。 マグネシウムイオンは二つの量、電荷を持っている。 したがって、今日使われる電極と同じものを使用して2倍の効率を出すことができる。 "マグネシウムが2つの両電荷を伝えることのできるイオンであるため、私たちはバッテリー材料構造の中にマグネシウムイオンを導入した。 これは電子を2倍伝えることができる。"著者であるJordi Cabana氏が話した。
"私たちは今回の研究が新しい種類の高電圧、高エネルギーバッテリー開発のための信頼できる方法がなることを期待する。"今回の研究はバッテリー性能を革新的に向上させる目的で行われた。 JCESR(Joint Center for Energy Storage Research)の一部として遂行された。 今回の研究はジャーナルAdvanced Materialsに掲載された。
科学者たちは現在のリチウム-イオン基盤のバッテリーの限界を越えることのできる、次世代バッテリーを開発するために努力している。 University of Illinois at Chicagoの研究陣はChevrolet Voltと同じ電気自動車に使用されているリチウム-イオン基盤のバッテリーよりも優れたバッテリーを開発している。 今回に残っていける新しい研究結果を発表した。
今回の研究陣はマグネシウムイオンがリチウムイオンを切り替えることができるということを証明した。 マグネシウムイオンは二つの量、電荷を持っている。 したがって、今日使われる電極と同じものを使用して2倍の効率を出すことができる。 "マグネシウムが2つの両電荷を伝えることのできるイオンであるため、私たちはバッテリー材料構造の中にマグネシウムイオンを導入した。 これは電子を2倍伝えることができる。"著者であるJordi Cabana氏が話した。
"私たちは今回の研究が新しい種類の高電圧、高エネルギーバッテリー開発のための信頼できる方法がなることを期待する。"今回の研究はバッテリー性能を革新的に向上させる目的で行われた。 JCESR(Joint Center for Energy Storage Research)の一部として遂行された。 今回の研究はジャーナルAdvanced Materialsに掲載された。
2015/04/20
小さなカメラモジュールの集まりでもっと高い海上具現
'ライト(Light)'と呼ばれる限り、新生企業が最高の写真を作るために小さなカメラモジュールの集まりを利用する。 高解像度の写真がスマートフォンではまだまれということを考慮すると、こうした新技術は、スマートフォンの解像度を著しく高められるものと期待される。
ほとんどのデジタルカメラは設計される際の一つのレンズ及び一つのイメージセンサーを持つという主要な側面により制限される。 光はレンズとして入社し、写真を作るためにイメージセンサーで案内される。 しかし、写真術と関連した新生企業人・ライトはこのようなデジタルカメラを作らない。
ライトの目標は1対1対応に従う代わりにイメージセンサーもそれぞれ対を成す小さなレンズの集まりをスマートフォンや他の機器に結合することだ。 このような小さなレンズ等の会は写真を撮るとき同時に撮影し、ソフトウェアが自動的にこのようなイメージを組み合わせている。 これを通じて大きくて重く高価なデジタル一眼レフカメラ(DSLR:Digital Single Lens Reflex)が枝は、品質やズーム能力をたとえ携帯電話だがもっと小さくて安いパッケージで具現できるとライトは信じている。
ライトは、まだ完全な試作品を持っていないので、まだは初期段階にある。 現在としては単にソフトウェアで写真が調合することができるカメラモジュールだけを持っている。 しかし、ライトは2016年に、スマートフォンに採用するために52メガ画素の解像度を持つ最初のカメラを打ち出す計画だと伝えた。
ほとんどのデジタルカメラは設計される際の一つのレンズ及び一つのイメージセンサーを持つという主要な側面により制限される。 光はレンズとして入社し、写真を作るためにイメージセンサーで案内される。 しかし、写真術と関連した新生企業人・ライトはこのようなデジタルカメラを作らない。
ライトの目標は1対1対応に従う代わりにイメージセンサーもそれぞれ対を成す小さなレンズの集まりをスマートフォンや他の機器に結合することだ。 このような小さなレンズ等の会は写真を撮るとき同時に撮影し、ソフトウェアが自動的にこのようなイメージを組み合わせている。 これを通じて大きくて重く高価なデジタル一眼レフカメラ(DSLR:Digital Single Lens Reflex)が枝は、品質やズーム能力をたとえ携帯電話だがもっと小さくて安いパッケージで具現できるとライトは信じている。
ライトは、まだ完全な試作品を持っていないので、まだは初期段階にある。 現在としては単にソフトウェアで写真が調合することができるカメラモジュールだけを持っている。 しかし、ライトは2016年に、スマートフォンに採用するために52メガ画素の解像度を持つ最初のカメラを打ち出す計画だと伝えた。
新しい機械の使い方を学ぶロボット
近い未来に私たちは料理,掃除や他の家庭のことを処理することができる、家庭用ロボットを持つようになるだろう。 それは学習されるために、コーヒー機械が動作する方法を学んでコーヒーを下し、その以上のこともできるようになるだろう。
もしあなたが新しくて、これまで使用しなかった他のコーヒーメーカーを買ったとすれば、動作させる方法を新たに学ぶべきものだ。
"ロボットは、2つまたは3種類のコーヒー機械をもう見たことがあるだろう。 それでそれらの一つを使用する方法を知っているはず"とコンピューター科学科Ashutosh Saxena氏が話した。 ロボットが、現在に至るまで発展することを通じて見た時、ロボットはそれぞれの作業に合うように訓練されなければならず、機械と制御が常に同様な関係が持っていなければならないと彼は言った。
彼のロボット学習研究室でSaxenaは、ロボットがもっとよく適応できるようにつくっているところだ。 Saxenaと大学院生の性のジェミョンが開発した新しいディプロニンアルゴリズムはロボットが以前に見られなかった機械についてオンラインで見られる使用説明書を参考にして動作させることができるようにしてくれるだろう。
そして類似した制御方法を持った他の機械について、これを通じた経験を利用できるようになるだろう。 Saxenaはこの研究結果を7月16日、ローマで開かれる2015、ロボットの科学及びシステムコンファレンス(2015 Robotic Science and Systems conference)のプログラムの一つである"デモを通じた学習"ワークショップで発表する予定だ。
もしあなたが新しくて、これまで使用しなかった他のコーヒーメーカーを買ったとすれば、動作させる方法を新たに学ぶべきものだ。
"ロボットは、2つまたは3種類のコーヒー機械をもう見たことがあるだろう。 それでそれらの一つを使用する方法を知っているはず"とコンピューター科学科Ashutosh Saxena氏が話した。 ロボットが、現在に至るまで発展することを通じて見た時、ロボットはそれぞれの作業に合うように訓練されなければならず、機械と制御が常に同様な関係が持っていなければならないと彼は言った。
彼のロボット学習研究室でSaxenaは、ロボットがもっとよく適応できるようにつくっているところだ。 Saxenaと大学院生の性のジェミョンが開発した新しいディプロニンアルゴリズムはロボットが以前に見られなかった機械についてオンラインで見られる使用説明書を参考にして動作させることができるようにしてくれるだろう。
そして類似した制御方法を持った他の機械について、これを通じた経験を利用できるようになるだろう。 Saxenaはこの研究結果を7月16日、ローマで開かれる2015、ロボットの科学及びシステムコンファレンス(2015 Robotic Science and Systems conference)のプログラムの一つである"デモを通じた学習"ワークショップで発表する予定だ。
3次元印刷術の分野における知識財産権
英国政府のためにBournemouth UniversityのDinusha MendisとDavide Secchi、3次元印刷術に対する諮問企業人Econolyst Ltd.のPhil Reevesなどが作成した2つの文書(1st)は3次元印刷術部門で知識財産権問題を扱った。"pdf : The Current Status and Impact of 3D Printing Within the Industrial Sector: An Analysis of Six Case Studies"(2nd)
英国知識ジェサンチョン(UK Intellectual Property Office)の依頼で作成された同報告書は浮上している3次元印刷術が知識財産法に影響を及ぼすかを明らかにするための目的で3次元印刷術に対する評価を提供する。
この報告書は3次元印刷術が初期開発段階にあってまだ大衆的な現象ではないので、現在としては法律を制定するほど緊迫していないとした。 しかし、発生している知識財産権問題をより成功的に扱うのに適した環境を作るために、この問題について苦心することが重要だと叙述した。
"3次元印刷術と3次元スキャンといった連関らの技は全世界に多大な事業的潜在力を持ち、特に英国とガッイン高コストの経済ではなおさらである。 産業体が3次元印刷術を活用するために、知識財産権に対する眺望を完全に理解して順守することが必須的だ"とEconolyst Ltd.のPhil Reevesが記述した。
"ハードウェア、ソフトウェア、材料などのための3次元印刷術市場は現在としては一般的使用者のために金銭的に良い価値を持っていない。 これから先の数年のうちに一般大衆が3次元印刷術の影響を自ら体験しないだろう。"
"一般大衆が3次元印刷術の影響を体験する時期がいつか予測するのはまだ早い。 しかし、我々の研究は法制化が必要する前に3次元印刷術が日常的な現実になったという証拠が必要だという結論を出した。 そうでなければ、急ぎすぎた法制化が、創意性と革新を抑圧する危険がある"
この報告書は、政府、産業体、オンラインプラットフォームと同様の仲介機関などについて法制化に依存せず、3次元印刷術をどう規制するものなのかについて一部の重要な勧告事項を提示した。
政府に対して3次元印刷術の動向と特にソフトウェアと関連した知識財産権の状態と位置を検討する実務集団の構成を勧告した。 産業体に対する勧告事項は新しい事業モデルと余分の部品に対する追跡可能性に集中した。
"3次元印刷術のような技術は知識財産法に多くの挑戦課題を提示する。 しかし、次の段階を考慮する前にこのような挑戦課題の程度と影響を理解することは重要である。 我々の研究が事業体及び一人一人が3次元印刷術部門で保護されることを保障するために、知識財産権という薄暗い水の中を航海しているのに役立つことを希望する"
英国知識ジェサンチョン(UK Intellectual Property Office)の依頼で作成された同報告書は浮上している3次元印刷術が知識財産法に影響を及ぼすかを明らかにするための目的で3次元印刷術に対する評価を提供する。
この報告書は3次元印刷術が初期開発段階にあってまだ大衆的な現象ではないので、現在としては法律を制定するほど緊迫していないとした。 しかし、発生している知識財産権問題をより成功的に扱うのに適した環境を作るために、この問題について苦心することが重要だと叙述した。
"3次元印刷術と3次元スキャンといった連関らの技は全世界に多大な事業的潜在力を持ち、特に英国とガッイン高コストの経済ではなおさらである。 産業体が3次元印刷術を活用するために、知識財産権に対する眺望を完全に理解して順守することが必須的だ"とEconolyst Ltd.のPhil Reevesが記述した。
"ハードウェア、ソフトウェア、材料などのための3次元印刷術市場は現在としては一般的使用者のために金銭的に良い価値を持っていない。 これから先の数年のうちに一般大衆が3次元印刷術の影響を自ら体験しないだろう。"
"一般大衆が3次元印刷術の影響を体験する時期がいつか予測するのはまだ早い。 しかし、我々の研究は法制化が必要する前に3次元印刷術が日常的な現実になったという証拠が必要だという結論を出した。 そうでなければ、急ぎすぎた法制化が、創意性と革新を抑圧する危険がある"
この報告書は、政府、産業体、オンラインプラットフォームと同様の仲介機関などについて法制化に依存せず、3次元印刷術をどう規制するものなのかについて一部の重要な勧告事項を提示した。
政府に対して3次元印刷術の動向と特にソフトウェアと関連した知識財産権の状態と位置を検討する実務集団の構成を勧告した。 産業体に対する勧告事項は新しい事業モデルと余分の部品に対する追跡可能性に集中した。
"3次元印刷術のような技術は知識財産法に多くの挑戦課題を提示する。 しかし、次の段階を考慮する前にこのような挑戦課題の程度と影響を理解することは重要である。 我々の研究が事業体及び一人一人が3次元印刷術部門で保護されることを保障するために、知識財産権という薄暗い水の中を航海しているのに役立つことを希望する"
2015/04/19
蓄電池寿命を短縮させる急速充電サイクル
リチウム−イオン蓄電池をとても早く充電することは永久的に蓄電池の容量の減少をもたらしかねない。 それは、エネルギー貯蔵構造体の一部の部分が破壊されて性能が低下するためだ。 このような構造体の変化が世界で初めてドイツ電子加速機研究所(DESY)のレントゲンPETRA IIIでUlrikebősenberg博士研究チームによって視覚化された。
彼らの蛍光技術の研究によると、単に何度の充電サイクル後も蓄電池物質の内部構造の損傷は明確に示された。 このような損傷はゆっくり充電している間には長い間経過した後に現れる。 今回の研究結果は学術誌Chemistry of Materialsの最新号に発表される予定だ。
リチウム−イオン蓄電池の貯蔵容量は1千会議充放電後にかなり減少する。 新たなエネルギー貯蔵システムの有望な候補では4.7Vの高い電圧を持つリチウムマンガン、ニッケル酸化物(lithium manganese nickel oxide、LMNO)が有望だ。 スピネル型結晶の物質で知られている。 これの電極は薄いレイヤーを形成するため、バインダー物質と伝導性炭素と連結されるcrystallitesと呼ばれるマイクロ型の結晶体で構成される。
PETRA IIX線のマイクロフォーカスビームラインP06で正極活物(LiNi 0.5Mn1.5O4)化合物を研究した。 電極の広い面積に存在するニッケルとマグネシウムの精密な分布を確認した。 蓄電池電極内の活性化物質の分子構造は、ニッケル((Ni)、マグネシウム(Mn)、そして酸素(O)で構成されている。
研究陣は他の蓄電池電極についてそれぞれ25会議充放電サイクルを他の割合で適用して電極構成要素の基礎的な分散形態を測定した。 科学者たちは、急速充電の間にマグネシウムとニッケル原子価決定構造体で出ているという事実を発見した。 研究陣は直径10マイクロメートルなる電極内の穴を発見した。 損傷が発生したのだ。 破壊された部分はこれ以上リチウムの貯蔵に利用されなかった。
彼らの蛍光技術の研究によると、単に何度の充電サイクル後も蓄電池物質の内部構造の損傷は明確に示された。 このような損傷はゆっくり充電している間には長い間経過した後に現れる。 今回の研究結果は学術誌Chemistry of Materialsの最新号に発表される予定だ。
リチウム−イオン蓄電池の貯蔵容量は1千会議充放電後にかなり減少する。 新たなエネルギー貯蔵システムの有望な候補では4.7Vの高い電圧を持つリチウムマンガン、ニッケル酸化物(lithium manganese nickel oxide、LMNO)が有望だ。 スピネル型結晶の物質で知られている。 これの電極は薄いレイヤーを形成するため、バインダー物質と伝導性炭素と連結されるcrystallitesと呼ばれるマイクロ型の結晶体で構成される。
PETRA IIX線のマイクロフォーカスビームラインP06で正極活物(LiNi 0.5Mn1.5O4)化合物を研究した。 電極の広い面積に存在するニッケルとマグネシウムの精密な分布を確認した。 蓄電池電極内の活性化物質の分子構造は、ニッケル((Ni)、マグネシウム(Mn)、そして酸素(O)で構成されている。
研究陣は他の蓄電池電極についてそれぞれ25会議充放電サイクルを他の割合で適用して電極構成要素の基礎的な分散形態を測定した。 科学者たちは、急速充電の間にマグネシウムとニッケル原子価決定構造体で出ているという事実を発見した。 研究陣は直径10マイクロメートルなる電極内の穴を発見した。 損傷が発生したのだ。 破壊された部分はこれ以上リチウムの貯蔵に利用されなかった。
遺伝子エラーのタイミング、腫瘍の種類が違っても同じ
英国の科学者たちが、深刻な遺伝的なエラーのタイミングが多様な細胞で腫瘍の成長を増殖させるうえで重要な役目をするという事実を発見した。 フランシス・クリック研究所(Francis Crick Institute)の科学者らは今回の発見が多くの癌の間で一般的に現れるパターンであり、腫瘍が成長するのは腫瘍内の小さな部分にのみ存在する遺伝子突然変異体に依存していることを示すものだと話した。
研究チームは癌ジノムアトラス(Cancer Genome Atlas)に保存された広く広がった9つの癌の形から2,500個以上の腫瘍のジノムの資料を徹底的に調査した。 癌のような変形を誘発する工程を探し出すため、広範囲に遺伝子突然変異を調べたものだ。
Swanton博士チームは各腫瘍、サンプルについた資料で個別的に遺伝的なエラーが現れる相対的な割合を分析した。 さらに、研究チームは腫瘍の発生イベントのタイミングが写った写真をコンパイルするため、他の腫瘍の形態による共通するそれぞれの遺伝子エラーがあるかどうかを比較した。
興味深いことに、クリック(Crick)研究所チームは、さまざまな突然変異体に対する連帯と遺伝子突然変異を推進する様々な要素が、しばしば別の腫瘍兄で似たパターンで現れることを発見した。
英国がん研究所で科学情報を管理するKat Arney博士は"今は体全体に広がったガンを治療することが難しい。 しかし、今回の研究結果は次の癌がどのように進化するかを予測することができる。 また、それを遮断できる方法を知ることができるという希望を提供している"と話す。
異なる時点で疾病の成長と拡大を推進する遺伝的な突然変異を理解することはすべての腫瘍細胞に存在する油田の変化に対処する新たな薬物治療剤開発に役立つだろう。 さらに、これは治療後に癌の増殖を阻止できるようになるだろう。
研究チームは癌ジノムアトラス(Cancer Genome Atlas)に保存された広く広がった9つの癌の形から2,500個以上の腫瘍のジノムの資料を徹底的に調査した。 癌のような変形を誘発する工程を探し出すため、広範囲に遺伝子突然変異を調べたものだ。
Swanton博士チームは各腫瘍、サンプルについた資料で個別的に遺伝的なエラーが現れる相対的な割合を分析した。 さらに、研究チームは腫瘍の発生イベントのタイミングが写った写真をコンパイルするため、他の腫瘍の形態による共通するそれぞれの遺伝子エラーがあるかどうかを比較した。
興味深いことに、クリック(Crick)研究所チームは、さまざまな突然変異体に対する連帯と遺伝子突然変異を推進する様々な要素が、しばしば別の腫瘍兄で似たパターンで現れることを発見した。
英国がん研究所で科学情報を管理するKat Arney博士は"今は体全体に広がったガンを治療することが難しい。 しかし、今回の研究結果は次の癌がどのように進化するかを予測することができる。 また、それを遮断できる方法を知ることができるという希望を提供している"と話す。
異なる時点で疾病の成長と拡大を推進する遺伝的な突然変異を理解することはすべての腫瘍細胞に存在する油田の変化に対処する新たな薬物治療剤開発に役立つだろう。 さらに、これは治療後に癌の増殖を阻止できるようになるだろう。
さらに長く持続されるバッテリー充電のための技術
ドイツケルン大学(University of Cologne)、中国吉林大学(Jilin University)、英ノティンホム大学(University of Nottingham)の研究員たちは有機電子機器の充電寿命をかなり延長させてくれることができる方法を開発している。
シリコン基盤のチップとトランジスタは1950年代以降に全ての電子機器の中心となっている。 経済的な要素や環境的な要素や再生可能エネルギー資源のための必要性によって作られた。 現在、シリコン基盤の電子製品から新しい有機電子機器に変化する中心である。 多くの科学的、技術的関心を受けている。
有機電子製品は主要な機能的構成部品で複雑な分子でできている。 その中には炭素を使用している。 このような新しい有機電子機器はもっと低価格であり、環境親和的だ。 そして以前の製品よりリサイクルが可能である。 現在、大半の商業的に成功した有機電子機器は、スマートフォンのディスプレーでは使用されているOLED(organic light emitting diodes)だ。 他の有望な機器では低価格であり、低炭素電気の発展に向けた非常に安価な太陽電池がある。 そして、実際にもっと低い電気消費をできるチョヒョユル的な建物の照明も含めている。
今回稼いだ研究チームは以前に可能だと思ったより約1万倍以上長く持続されるように、光によって生成される電荷を含む有機電子機器をデザインすることができるようになった。 彼らは有機分子に基づいた小型機器をデザインした。 生成される電場は電荷キャリアを集めて保護するようになった井戸(well)を作成することになる。
完全に新しい種類の有機電子機器を作ることができる可能性を開設できるようになった。 遠距離の星に対する映像を見ることができるようにしてくれる高感度の光検出器または着用型コンピューターで使用できる柔軟なメモリのようなものを作ることができるようになるだろう。
シリコン基盤のチップとトランジスタは1950年代以降に全ての電子機器の中心となっている。 経済的な要素や環境的な要素や再生可能エネルギー資源のための必要性によって作られた。 現在、シリコン基盤の電子製品から新しい有機電子機器に変化する中心である。 多くの科学的、技術的関心を受けている。
有機電子製品は主要な機能的構成部品で複雑な分子でできている。 その中には炭素を使用している。 このような新しい有機電子機器はもっと低価格であり、環境親和的だ。 そして以前の製品よりリサイクルが可能である。 現在、大半の商業的に成功した有機電子機器は、スマートフォンのディスプレーでは使用されているOLED(organic light emitting diodes)だ。 他の有望な機器では低価格であり、低炭素電気の発展に向けた非常に安価な太陽電池がある。 そして、実際にもっと低い電気消費をできるチョヒョユル的な建物の照明も含めている。
今回稼いだ研究チームは以前に可能だと思ったより約1万倍以上長く持続されるように、光によって生成される電荷を含む有機電子機器をデザインすることができるようになった。 彼らは有機分子に基づいた小型機器をデザインした。 生成される電場は電荷キャリアを集めて保護するようになった井戸(well)を作成することになる。
完全に新しい種類の有機電子機器を作ることができる可能性を開設できるようになった。 遠距離の星に対する映像を見ることができるようにしてくれる高感度の光検出器または着用型コンピューターで使用できる柔軟なメモリのようなものを作ることができるようになるだろう。
2015/04/18
タイタンの激しいメタン暴風が砂丘方向の神秘を解決することができる
土星の最大の衛星である、タイタンは太陽系で地球と最も似ている。 どんよりした大気、表面の川、山や湖、そして砂丘にある。 'カッシーニ・ホイヘンス'探査船がタイタンを調査し、新たな神秘をもたらした。
風が作る、砂の丘が衛星の赤道近くで一方向とされていることを発見した。 しかし、表面近くの風は、違う方向を指す。 砂の丘とのすぐ上に吹いて行く風の方向が正反対だ。 ワシントン大学の新たな研究は衛星表面の砂の丘方向に対する謎を解決しようとしている。
気候シミュレーションはタイタンの表面近くの風が地球の貿易風と一緒に西に向かって吹くことを分かった。 それなら、なぜ表面の砂の丘が数百ヤードの高さと数マイルに到達するように東を差すか
ワシントン大学の天文学者Benjamin Charnayによる新たな研究によると、タイタンの濃い大気で高く、激しいメタン暴風が答えとができる。 研究結果は、ネイチャージオサイエンスかに論文が発表された。
コンピューターモデルを使用して、西に向かう表面の風よりはるかに強く東に向かう突風に対する仮説を立てた。 このようなメタン暴風が砂丘を作る。 急速に東に向かう突風は砂の輸送を主導する。 したがって、砂丘は東に広がっていく。
風が作る、砂の丘が衛星の赤道近くで一方向とされていることを発見した。 しかし、表面近くの風は、違う方向を指す。 砂の丘とのすぐ上に吹いて行く風の方向が正反対だ。 ワシントン大学の新たな研究は衛星表面の砂の丘方向に対する謎を解決しようとしている。
気候シミュレーションはタイタンの表面近くの風が地球の貿易風と一緒に西に向かって吹くことを分かった。 それなら、なぜ表面の砂の丘が数百ヤードの高さと数マイルに到達するように東を差すか
ワシントン大学の天文学者Benjamin Charnayによる新たな研究によると、タイタンの濃い大気で高く、激しいメタン暴風が答えとができる。 研究結果は、ネイチャージオサイエンスかに論文が発表された。
コンピューターモデルを使用して、西に向かう表面の風よりはるかに強く東に向かう突風に対する仮説を立てた。 このようなメタン暴風が砂丘を作る。 急速に東に向かう突風は砂の輸送を主導する。 したがって、砂丘は東に広がっていく。
2015/04/17
次世代水素貯蔵物質の開発に乗り出す米国エネルギー省
米エネルギー省(Department of Energy、DOE)は、互いに他のプラットフォームと大きさの自動車たちのために4つのプロジェクトに最大4006シプマンドルの資金を支援することだ。 競争力のある燃料電池システムを製造するよう助けて、長距離の走行を可能にするように助けてあげられる潜在力がいる次世代水素貯蔵物質を開発するためである。
自動車内の水素貯蔵は水素燃料自動車の大衆化に向けて解決されるべき課題だ。 米エネルギー部傘下のEERE(Office of Energy Efficiency&Renewable Energy)が進行する水素貯蔵活動は主に低圧の材料基盤の技術の応用研究と開発に集中されてきた。 これは1回の充電の走行距離を300マイル以上増加させ、同時に現在、自動車と競争するに必要な組み立て、コスト、安全、性能要求条件を満足させるためだ。
研究資金が支援される4つの新しいプロジェクトは次のようだ。
1.エイムス研究所(Ames Laboratory)は機械化学的公正を通じて新しい高容量シリコン基盤の水素化ホウ素/グラフェン複合水素貯蔵物質を開発しようとしている。 最大百2十万ドルの資金支援を受けるだろう。 課題が成功すれば、十分な吸着性能を持つ高容量の水素貯蔵材料が開発されるものだ。
2.カリフォルニア工科大学(California Institute of Technology)は高い表面的を持つグラフェンに基づいた新しい高容量水素吸収剤を開発する。 このために100万ドルを支援を受けるのだ。 より高い容積容量を持つ向上された性能の吸収剤は、最適化されたシステム設計を可能にする。 実際的な利用のためのより実現可能な水素吸収システムを制作できるよう、既存の材料より性能を向上させるだろう。
3.、テキサスA&M大学(Texas A&M University of College Station、Texas)はカヒン規則(Chahine rule)を超過する高い水素吸収性能を持つ新たな低コスト水素吸収剤を開発する。 このために最大百2十万ドルの資金を支援されるようになる。 高い容積容量と向上した熱の伝導性を有するは向上した吸収剤は、さらに最適化されたシステム設計を可能にする。
4.ミシガン大学(University of Michigan of Ann Arbor、Michigan)は最高性能の水素吸収材料を開発する。 百2十万ドルの資金援助を受けている。 ミシガン大学は高い体積密度と質量密度を同時に達成するために努力する。 このプロジェクトは自動車内の使用のための水素吸収システムの性能向上をリードするものと期待されている。
DOEの燃料電池技術事務所は、次世代の貯蔵物質の研究と開発を支援するために水素貯蔵物質データベースを運営する。 このデータベースは、研究共同体が最新の材料情報を簡単に得られるようにしている。 また、DOEが支援した研究から得られる情報も提供する。 ともに、DOEのほかの機関、米国外の研究機関、電算資源まで拡大されるはずだ。
自動車内の水素貯蔵は水素燃料自動車の大衆化に向けて解決されるべき課題だ。 米エネルギー部傘下のEERE(Office of Energy Efficiency&Renewable Energy)が進行する水素貯蔵活動は主に低圧の材料基盤の技術の応用研究と開発に集中されてきた。 これは1回の充電の走行距離を300マイル以上増加させ、同時に現在、自動車と競争するに必要な組み立て、コスト、安全、性能要求条件を満足させるためだ。
研究資金が支援される4つの新しいプロジェクトは次のようだ。
1.エイムス研究所(Ames Laboratory)は機械化学的公正を通じて新しい高容量シリコン基盤の水素化ホウ素/グラフェン複合水素貯蔵物質を開発しようとしている。 最大百2十万ドルの資金支援を受けるだろう。 課題が成功すれば、十分な吸着性能を持つ高容量の水素貯蔵材料が開発されるものだ。
2.カリフォルニア工科大学(California Institute of Technology)は高い表面的を持つグラフェンに基づいた新しい高容量水素吸収剤を開発する。 このために100万ドルを支援を受けるのだ。 より高い容積容量を持つ向上された性能の吸収剤は、最適化されたシステム設計を可能にする。 実際的な利用のためのより実現可能な水素吸収システムを制作できるよう、既存の材料より性能を向上させるだろう。
3.、テキサスA&M大学(Texas A&M University of College Station、Texas)はカヒン規則(Chahine rule)を超過する高い水素吸収性能を持つ新たな低コスト水素吸収剤を開発する。 このために最大百2十万ドルの資金を支援されるようになる。 高い容積容量と向上した熱の伝導性を有するは向上した吸収剤は、さらに最適化されたシステム設計を可能にする。
4.ミシガン大学(University of Michigan of Ann Arbor、Michigan)は最高性能の水素吸収材料を開発する。 百2十万ドルの資金援助を受けている。 ミシガン大学は高い体積密度と質量密度を同時に達成するために努力する。 このプロジェクトは自動車内の使用のための水素吸収システムの性能向上をリードするものと期待されている。
DOEの燃料電池技術事務所は、次世代の貯蔵物質の研究と開発を支援するために水素貯蔵物質データベースを運営する。 このデータベースは、研究共同体が最新の材料情報を簡単に得られるようにしている。 また、DOEが支援した研究から得られる情報も提供する。 ともに、DOEのほかの機関、米国外の研究機関、電算資源まで拡大されるはずだ。
2015/04/15
抗体を利用したHIV治療法
HIVを抗体を持って治療する方法は感染した人の身体でウイルスの水準を減らすのに役立った。 また、少なくとも一定期間このような効果が持続されたと'ネイチャー'に報告された。 受動的免疫化(passive immunization)と呼ばれるこのようなアプローチは抗体を一人の血液に流したのだ。 今まで何回にわたった人間を対象にした臨床実験が行われた。 研究者たちはこのアプローチがHIVを予防し治療するのに役を与えるだろうと期待している。
研究者らは、米国やドイツの29人に3BNC117と呼ばれるHIV抗体を4つの異なった量に分けてテストした。 これらの患者たちの中で17人はHIVに感染されており、これらのうち15人はテスト当時にハンレトゥロ(ARV)ウイルス薬物を服用していなかった。 多くの量の抗体を受けた場合には8人に与えられており、28日の間、血液からウイルス量が8倍から250倍まで縮まった。 しかし、このようなアプローチが長期的な効果を見えるのか、臨床的に実質的な効果があるかどうかを確認するテストが必要だ。
以前研究では、人間では効果を見せなかったが、受動的免疫画家サルとねずみの血液からHIVの水準を減らすことができた。 しかし、この初期臨床実験で使用された抗体は他の多くのHIV系統を中立化させることができない古い抗体だった。 研究者たちは、このウイルスについてより広く効果を与えることができ、'広範囲に抗体を中立化できる'策を探るため、この10年の時間を投資した。 3BNC117抗体はこのような形に属する。
もう少し向上された抗体を利用したアプローチを持ちながらも、研究者たちは煩わしい問題に直面している。 HIVは人間の身体から複製し、早いテンポで突然変異が起きており、時間が経つにつれ、治療の効率性を減らすことができる。 今回の研究の著者たちは、単一抗体をテストしたとのは事実だ。 多くの量の3BNC117を受けた二人にこの抗体は28日間の治療が過ぎた後HIVを中立化するのに80%ほど少なく効果的だった。 たぶんこのウイルスは抗体を避けることができるよう、変化したからだろう。
その結果単一抗体ではHIV患者を治療できないだろうと今回の研究の著者であるロックフェラー大学の伝染病専門医であり、免疫学者であるミシェル・ヌセンチュバイその(Michel Niussenzweig)は述べた。 代わりに複合抗体治療法を使用した。 ヌセンチュバイその研究チームは2番目のHIV抗体を生産しており、単一抗体と3BNC117抗体で複合的な形でテストすることを願っている。 彼はこの免疫治療法を通じてがん治療法と同様、使用しなければならないとマルヘッダ。 "今回の研究の目的は一年の一度の予防のために注射を受けて、複合的処方を通じて治療できるためである"と話した。
研究者らは、米国やドイツの29人に3BNC117と呼ばれるHIV抗体を4つの異なった量に分けてテストした。 これらの患者たちの中で17人はHIVに感染されており、これらのうち15人はテスト当時にハンレトゥロ(ARV)ウイルス薬物を服用していなかった。 多くの量の抗体を受けた場合には8人に与えられており、28日の間、血液からウイルス量が8倍から250倍まで縮まった。 しかし、このようなアプローチが長期的な効果を見えるのか、臨床的に実質的な効果があるかどうかを確認するテストが必要だ。
以前研究では、人間では効果を見せなかったが、受動的免疫画家サルとねずみの血液からHIVの水準を減らすことができた。 しかし、この初期臨床実験で使用された抗体は他の多くのHIV系統を中立化させることができない古い抗体だった。 研究者たちは、このウイルスについてより広く効果を与えることができ、'広範囲に抗体を中立化できる'策を探るため、この10年の時間を投資した。 3BNC117抗体はこのような形に属する。
もう少し向上された抗体を利用したアプローチを持ちながらも、研究者たちは煩わしい問題に直面している。 HIVは人間の身体から複製し、早いテンポで突然変異が起きており、時間が経つにつれ、治療の効率性を減らすことができる。 今回の研究の著者たちは、単一抗体をテストしたとのは事実だ。 多くの量の3BNC117を受けた二人にこの抗体は28日間の治療が過ぎた後HIVを中立化するのに80%ほど少なく効果的だった。 たぶんこのウイルスは抗体を避けることができるよう、変化したからだろう。
その結果単一抗体ではHIV患者を治療できないだろうと今回の研究の著者であるロックフェラー大学の伝染病専門医であり、免疫学者であるミシェル・ヌセンチュバイその(Michel Niussenzweig)は述べた。 代わりに複合抗体治療法を使用した。 ヌセンチュバイその研究チームは2番目のHIV抗体を生産しており、単一抗体と3BNC117抗体で複合的な形でテストすることを願っている。 彼はこの免疫治療法を通じてがん治療法と同様、使用しなければならないとマルヘッダ。 "今回の研究の目的は一年の一度の予防のために注射を受けて、複合的処方を通じて治療できるためである"と話した。
2015/04/14
次世代電池の速度と効率性を増加させる界面研究
電池と燃料電池の効率を大幅に向上させる方法がサウスカロライナ大学(University of South Carolina)とクルレムスン大学(Clemson University)研究チームによって開発された。
Nature Communications誌に掲載された本研究では、化学反応を電気に変換させる核心要素である酸素イオンの伝達を向上させる方法を紹介している。 研究チームはよく知られた物質であるGDC(gadolinium doped ceria)を研究した。 この物質は酸素イオンを運搬し、現在、固体酸化物燃料電池の電解質(solid oxide fuel cell electrolyte)として使われている。
添加剤の使用とスマート化学反応を利用することにより、研究チームはGDCでの伝導性(conductivity)が大きく向上する可能性があることを明らかにした。 本研究結果を通じて、より速く効率的に電気炉の変換が可能になった。
低い粒界の伝導性(grain boundary conductivity)の根源は粒界におけるガドリニウム(gadolinium、Gd)の分離によるものであり、界面に空間電荷効果(space charge effect)と呼ばれる内部、電荷(built-in charge)を形成するようになる。 この内部伝える界面での電荷の移動を妨害することになる。
問題は粒界でガドリニウムの分離をどう効果的に回避できるかということだ。 粒界は数ナノメートル程度に過ぎないほど、非常に狭い。 したがってこのような狭い領域でガドリニウムの量を特性化し、調整することは非常に難しい。
本研究の共同著者であるクルレムスン、大学教授であるKyle Brinkmanによると、いわゆるクリーンな粒界を作って界面でのガドリニウムの分離を避けるために、研究チームは電子伝導体であるCFO(cobalt iron spinel)を添加して複合構造を形成したという。 CFOはGDC粒界に存在する余分のガドリニウムと反応して第3賞(third phase)を形成する。 この新しい像は優れた酸素イオン伝導体(oxygen ionic conductor)であることが明らかになった。
研究チームは粒界周辺の原子の微細構造について高解像度分析装置を利用して、追加的に分析し、その結果、粒界におけるガドリニウム分離が消え、GDC粒界における酸素イオン伝導性が大きく向上される結果を生んでいることを明らかにした。
Nature Communications誌に掲載された本研究では、化学反応を電気に変換させる核心要素である酸素イオンの伝達を向上させる方法を紹介している。 研究チームはよく知られた物質であるGDC(gadolinium doped ceria)を研究した。 この物質は酸素イオンを運搬し、現在、固体酸化物燃料電池の電解質(solid oxide fuel cell electrolyte)として使われている。
添加剤の使用とスマート化学反応を利用することにより、研究チームはGDCでの伝導性(conductivity)が大きく向上する可能性があることを明らかにした。 本研究結果を通じて、より速く効率的に電気炉の変換が可能になった。
低い粒界の伝導性(grain boundary conductivity)の根源は粒界におけるガドリニウム(gadolinium、Gd)の分離によるものであり、界面に空間電荷効果(space charge effect)と呼ばれる内部、電荷(built-in charge)を形成するようになる。 この内部伝える界面での電荷の移動を妨害することになる。
問題は粒界でガドリニウムの分離をどう効果的に回避できるかということだ。 粒界は数ナノメートル程度に過ぎないほど、非常に狭い。 したがってこのような狭い領域でガドリニウムの量を特性化し、調整することは非常に難しい。
本研究の共同著者であるクルレムスン、大学教授であるKyle Brinkmanによると、いわゆるクリーンな粒界を作って界面でのガドリニウムの分離を避けるために、研究チームは電子伝導体であるCFO(cobalt iron spinel)を添加して複合構造を形成したという。 CFOはGDC粒界に存在する余分のガドリニウムと反応して第3賞(third phase)を形成する。 この新しい像は優れた酸素イオン伝導体(oxygen ionic conductor)であることが明らかになった。
研究チームは粒界周辺の原子の微細構造について高解像度分析装置を利用して、追加的に分析し、その結果、粒界におけるガドリニウム分離が消え、GDC粒界における酸素イオン伝導性が大きく向上される結果を生んでいることを明らかにした。
2015/04/13
スマートグリッド、個人間のエネルギー交換の促進
米オースティンのanti-povertyプログラムではスマートグリッドと事物インターネットで個人と個人の間に(peer to peer)エネルギーを交換することができるようになった。 米国には約4千万人がエネルギー貧困(energy poverty)を経験する環境にある。 エネルギー貧困はエネルギーを必要としているがエネルギーの供給を受ける能力がない場合に発生する。 したがって、個人の間のエネルギー交換またはエネルギーのクラウドソーシング(crowdsourcing)がエネルギーが必要な人にエネルギーを寄贈したり、共有できるようにする。 エネルギー貧困を除去できる手段になる。
米オースティン(Austin)のCommunity Firtst!Villageは世界で最初にクラウドソーシングのエネルギーによって電力供給を受けている。 村の住民たちの暮らしの質を向上させるためのキャンペーンの結果だ。 2015年春に開始される予定のCommunity First!Villageは、テキサス・オースティン地域で27エーカーの大きさのコミュニティだ。 約240人の障害人と家が無い人たちのため、持続可能な住宅エネルギー供給を支援するプロジェクトである。
インターネット技術とスマートグリッドは、個人と個人のエネルギーの共有を可能にする。 スマートグリッドの分散型構造となって、エネルギー生産者と消費者の積極的な協力が行われるためには、電気の柔軟なモデリングが必要である。 したがって、インターネットパケットと同様にエネルギーパケット(energy packet)を共有するアイデアを誕生された。
エネルギーパケットはエネルギーを区分する形であり、特定の発電量だ。 エネルギーパケットは一人のお客様が送って、他の客が受けられる形態である。 インターネットのIPパケットと類似している。 パケットにテキストと同じ情報を包含する代わりにkWh単位のエネルギー量を使用する。
Gridmatesは240個の小型住宅や公共施設に大衆たちが集めたエネルギーを伝達できるプラットフォームを設けた。 これとしてより知能的なエネルギーの未来を構築している。 Community First!Villageに入るエネルギーは初年度に約21万3千万ドルになる。 住民ごとに895ドル程度になるのだ。 これからGridmatesはエネルギー共有プラットフォームを国際的に拡散させる計画を持っている。 また、水とガスの取引分野においても活用する計画だ。
米オースティン(Austin)のCommunity Firtst!Villageは世界で最初にクラウドソーシングのエネルギーによって電力供給を受けている。 村の住民たちの暮らしの質を向上させるためのキャンペーンの結果だ。 2015年春に開始される予定のCommunity First!Villageは、テキサス・オースティン地域で27エーカーの大きさのコミュニティだ。 約240人の障害人と家が無い人たちのため、持続可能な住宅エネルギー供給を支援するプロジェクトである。
インターネット技術とスマートグリッドは、個人と個人のエネルギーの共有を可能にする。 スマートグリッドの分散型構造となって、エネルギー生産者と消費者の積極的な協力が行われるためには、電気の柔軟なモデリングが必要である。 したがって、インターネットパケットと同様にエネルギーパケット(energy packet)を共有するアイデアを誕生された。
エネルギーパケットはエネルギーを区分する形であり、特定の発電量だ。 エネルギーパケットは一人のお客様が送って、他の客が受けられる形態である。 インターネットのIPパケットと類似している。 パケットにテキストと同じ情報を包含する代わりにkWh単位のエネルギー量を使用する。
Gridmatesは240個の小型住宅や公共施設に大衆たちが集めたエネルギーを伝達できるプラットフォームを設けた。 これとしてより知能的なエネルギーの未来を構築している。 Community First!Villageに入るエネルギーは初年度に約21万3千万ドルになる。 住民ごとに895ドル程度になるのだ。 これからGridmatesはエネルギー共有プラットフォームを国際的に拡散させる計画を持っている。 また、水とガスの取引分野においても活用する計画だ。
スマートウインドウの開発に向けた新たなアプローチ
住宅や建物の窓は一般的に建築の一部分として認識されているが、重要な技術的意味を内包している。 窓の生態足跡(Ecological Footprint)は、これらが提供する建築美学(Architectural Aesthetics)を超えて、どのように内部の照明と熱を管理することができるかと深いかかわりがある。 世界の科学者たちは住宅や建物の窓をよりスマート(smart)させることに努力している。 彼らは変化している要求に対してよりすぐに反応することができ、要求を充足できるように窓の様々な特性を精密に調節している。
ペンシルベニア大学(University of Pennsylvania)応用科学部(School of Engineering and Applied Science)のShu Yang教授は、スマートウインドウ(Smart Window)を開発することと関連して信じ難いほどに単純なアプローチを使用している。 Yang教授と研究陣は透明なシリコンシート(Silicon Sheet)にナノ単位のガラスビーズ(Glass Bead)を注入することで、透明な窓を不透明、色を持つ窓に転換できる物質を開発した。 このような物質は二つの章のガラス板の間に挿入される。 窓用ブラインドと一緒に手で展開していくことができる。
Yang教授の研究陣とDaniel Gianola教授の研究陣が共同で進めた今回の研究結果はAdvanced Materials・ジャーナルに発表された。 スマートウインドウを製造するための他のアプローチは、電気感光性(Electro-sensitive)化学物質を使うことである。 この物質を使用すれば、電圧が加えられた時、色が変化されるが、転換の速度が遅く、高い費用を要し、故障が頻繁に発生する恐れがあるという短所がある。 これに対して、ペンシルベニアの研究陣が開発した技術は、救助色(Structural Color)を活用することで、このような問題を解決する。 ここで救助色は大きさが小さくた多くの物体が光と反応した時の全体的に作られている色を意味する。
ペンシルベニア大学(University of Pennsylvania)応用科学部(School of Engineering and Applied Science)のShu Yang教授は、スマートウインドウ(Smart Window)を開発することと関連して信じ難いほどに単純なアプローチを使用している。 Yang教授と研究陣は透明なシリコンシート(Silicon Sheet)にナノ単位のガラスビーズ(Glass Bead)を注入することで、透明な窓を不透明、色を持つ窓に転換できる物質を開発した。 このような物質は二つの章のガラス板の間に挿入される。 窓用ブラインドと一緒に手で展開していくことができる。
Yang教授の研究陣とDaniel Gianola教授の研究陣が共同で進めた今回の研究結果はAdvanced Materials・ジャーナルに発表された。 スマートウインドウを製造するための他のアプローチは、電気感光性(Electro-sensitive)化学物質を使うことである。 この物質を使用すれば、電圧が加えられた時、色が変化されるが、転換の速度が遅く、高い費用を要し、故障が頻繁に発生する恐れがあるという短所がある。 これに対して、ペンシルベニアの研究陣が開発した技術は、救助色(Structural Color)を活用することで、このような問題を解決する。 ここで救助色は大きさが小さくた多くの物体が光と反応した時の全体的に作られている色を意味する。
交通渋滞汚染、第2型糖尿患者炎症が増加する原因
インスリンを使用する第2型糖尿病患者が交通渋滞がひどい所で住んだら、炎症のバイオマーカーのC-反応性蛋白質(C-reactive protein、CRP)が増加するという新しい研究結果が出た。 今回の研究はボストン地域に住んでいるプエルトリコ(Puerto Rican)、大人を対象に調査して得たものだ。 交通体重が少ない地域に住む人々と比較して分析した結果である。
今回の研究は'Environmental Pollution'にオンライン出版された。 "経口型糖尿病薬物が第2型糖尿病患者に炎症が生じないように保護する効果がある"という研究チームの既存の研究を支持していることだ。 今回の研究は"Medication type modifies inflammatory response to traffic exposure in a population with type 2 diabetes"というタイトルで掲載された。
研究陣は"CRP濃度[75~200%]が増加するのは近接した場所に様々な道路があるか、離れた距離が100m未満のところに住む場合と非常に密接な関係がある"と論文で、著者たちは記述している。
今回の研究では356人の参加者の中で約20%が1日に2万台以上の車両が通過する道路で100メートル以下の地域に住んでいる。 他の20%参加者は、1日2万台以上の車両が通り過ぎる100メートルで200メートルの間に住んでいる。 356人の参加者の中で約70%がボストン周辺で暮らしている。 CRPの濃度は研究開始と同時に測定され、2年後に再び測定された。
"今回の研究は高速道路の周辺に住んでいる多くの人たちが糖尿病や他の深刻な慢性疾患に飾られているために重要である。 興味深いことに糖尿病治療と空気汚染に露出は関連されている。
今回の研究は'Environmental Pollution'にオンライン出版された。 "経口型糖尿病薬物が第2型糖尿病患者に炎症が生じないように保護する効果がある"という研究チームの既存の研究を支持していることだ。 今回の研究は"Medication type modifies inflammatory response to traffic exposure in a population with type 2 diabetes"というタイトルで掲載された。
研究陣は"CRP濃度[75~200%]が増加するのは近接した場所に様々な道路があるか、離れた距離が100m未満のところに住む場合と非常に密接な関係がある"と論文で、著者たちは記述している。
今回の研究では356人の参加者の中で約20%が1日に2万台以上の車両が通過する道路で100メートル以下の地域に住んでいる。 他の20%参加者は、1日2万台以上の車両が通り過ぎる100メートルで200メートルの間に住んでいる。 356人の参加者の中で約70%がボストン周辺で暮らしている。 CRPの濃度は研究開始と同時に測定され、2年後に再び測定された。
"今回の研究は高速道路の周辺に住んでいる多くの人たちが糖尿病や他の深刻な慢性疾患に飾られているために重要である。 興味深いことに糖尿病治療と空気汚染に露出は関連されている。
忘却しないコンピュータ, 人工知能を向けた長期的な目
新しいどんなことを学ぶ度にすでに学んだのは完全に忘れられことになる。 人たちは靴紐を締め方、バイオリンを演奏する方法を忘れてしまうことになる。 しかし、その技術を忘れてしまうことになっても,このような技術に対する忘却は次第に消えることになるのだ。
しかし、コンピューターは急にそれが保有している技術が変更されて、新しい技術で交代される。 つまり、新しいものを学習して保有している知識が消滅するものだ。 コンピューターに新しい技術が学習されれば、古い技術は徐々に押し出されてお役に立たないものになるのだ。 これはコンピューター科学者たちが"最悪の忘却(catastrophic forgetting)"と呼んでいる問題としてコンピューターが学習をするたびに気チャンネルを通じて新しくて他の連結を彼ら自らがしばしば変えることができるために発生することになるのだ。 コンピューターは、以前の学習したことを保有することが難しく、また、連続的な段階が必要とする作業を学ぶことが難しい。
"研究員たちは、人工的に知能的なコンピュータとロボットを作らなければならないという観点から、このような災いのような最悪の忘却問題を解決する必要があるだろう。 現在まで機械たちはほとんどが一つの特徴だけで有能た"とワイオミングデハギョ(University of Wyoming)コンピューター科学科Jeff Clune氏が話した。
また、最悪の忘却は人工知能を向けた長期的な目標の一つの方法として見られる。 これは様々な問題を解決するために他の技術を解決することができるパソコンを作ることだ。
コンピューターが分かっているものを維持していると、コンピューター頭脳が思うように作ることができるか、甚だしくは新しいものを学習することになる時もそうことができるかという疑問を持つようになった。 Cluneは人の頭脳のように動作する人工頭脳を同僚たちと一緒に作り始めた時、このような質問を持つようになった。 もしコンピューターが新しいものを学習するたびに分かっているものを負っておらず、頭脳の個別的なモジュール内で分かっているものを組織して保存できるかどうかについた問題がこれの中心的なアイデアだ。
"生物学的な頭脳は高いレベルのモジュール性を示している。 これはクラスター内で高い水準の連結度を持ったニューロンクラスターを保有しているということを意味するが、クラスター間には、低い連結水準を保有している"と研究チームが説明した。 この内容は先週、PLoSコンピューテイショナルバイオルロッジ(PLoS Computational Biology)ジャーナルに乗せられるようになった。
人と動物たちで頭脳モジュール性は神経接続を構成するための最適の方法で発展した。 なぜなら自然選択が頭脳が構成、維持及びより広範囲な連結の構成と関連された費用を最小化するように作ってくれるからだ。 "進化がこのような問題を解決した方法についたことは興味深い問題だ。 私たちを含めて動物たちが以前に学習した技術に対する知識を重ねて使わなくても、新しい技術を学ぶ方法をどのように理解できるだろうか?"とCluneが話した。
コンピューターの頭脳でモジュール性を支援するために、研究員は連結費用(connection costs)ということを利用した。 これは本質的にモジュール性がもっといいパソコンを示すものである。 彼らは以前に学習した古い技術を記憶するコンピューターが新たな技術をどのぐらいの範囲まで習うのかを測定した。
実際にモジュール性は人のようにコンピューターが彼らが分かっているものを区分できるように助けてくれるようにみられた。 モジュール性が最悪の忘却を無くすことができる主要な方法の一つになりかねないということを意味するものだ。 "私たちの論文では自然進化がこの問題を解決できる方法と機械の知能がモジュール型頭脳を持つことで、これをも解決できるように学習できる方法のいずれについて確実に説明した。 私はモジュール性が人工知能の安定性を向上させることができた発展の主要な目標になれると信じている。 それで人がすることができるように、多様な技術を学習できるようになるだろう"とCluneが話した。
"現在、類似性以外にも、人とコンピューター知能の間にはもっとたくさんの違いが存在している。 しかし、我々は、このような相違点を徐々に狭めているところだ"とCluneが話した。
しかし、コンピューターは急にそれが保有している技術が変更されて、新しい技術で交代される。 つまり、新しいものを学習して保有している知識が消滅するものだ。 コンピューターに新しい技術が学習されれば、古い技術は徐々に押し出されてお役に立たないものになるのだ。 これはコンピューター科学者たちが"最悪の忘却(catastrophic forgetting)"と呼んでいる問題としてコンピューターが学習をするたびに気チャンネルを通じて新しくて他の連結を彼ら自らがしばしば変えることができるために発生することになるのだ。 コンピューターは、以前の学習したことを保有することが難しく、また、連続的な段階が必要とする作業を学ぶことが難しい。
"研究員たちは、人工的に知能的なコンピュータとロボットを作らなければならないという観点から、このような災いのような最悪の忘却問題を解決する必要があるだろう。 現在まで機械たちはほとんどが一つの特徴だけで有能た"とワイオミングデハギョ(University of Wyoming)コンピューター科学科Jeff Clune氏が話した。
また、最悪の忘却は人工知能を向けた長期的な目標の一つの方法として見られる。 これは様々な問題を解決するために他の技術を解決することができるパソコンを作ることだ。
コンピューターが分かっているものを維持していると、コンピューター頭脳が思うように作ることができるか、甚だしくは新しいものを学習することになる時もそうことができるかという疑問を持つようになった。 Cluneは人の頭脳のように動作する人工頭脳を同僚たちと一緒に作り始めた時、このような質問を持つようになった。 もしコンピューターが新しいものを学習するたびに分かっているものを負っておらず、頭脳の個別的なモジュール内で分かっているものを組織して保存できるかどうかについた問題がこれの中心的なアイデアだ。
"生物学的な頭脳は高いレベルのモジュール性を示している。 これはクラスター内で高い水準の連結度を持ったニューロンクラスターを保有しているということを意味するが、クラスター間には、低い連結水準を保有している"と研究チームが説明した。 この内容は先週、PLoSコンピューテイショナルバイオルロッジ(PLoS Computational Biology)ジャーナルに乗せられるようになった。
人と動物たちで頭脳モジュール性は神経接続を構成するための最適の方法で発展した。 なぜなら自然選択が頭脳が構成、維持及びより広範囲な連結の構成と関連された費用を最小化するように作ってくれるからだ。 "進化がこのような問題を解決した方法についたことは興味深い問題だ。 私たちを含めて動物たちが以前に学習した技術に対する知識を重ねて使わなくても、新しい技術を学ぶ方法をどのように理解できるだろうか?"とCluneが話した。
コンピューターの頭脳でモジュール性を支援するために、研究員は連結費用(connection costs)ということを利用した。 これは本質的にモジュール性がもっといいパソコンを示すものである。 彼らは以前に学習した古い技術を記憶するコンピューターが新たな技術をどのぐらいの範囲まで習うのかを測定した。
実際にモジュール性は人のようにコンピューターが彼らが分かっているものを区分できるように助けてくれるようにみられた。 モジュール性が最悪の忘却を無くすことができる主要な方法の一つになりかねないということを意味するものだ。 "私たちの論文では自然進化がこの問題を解決できる方法と機械の知能がモジュール型頭脳を持つことで、これをも解決できるように学習できる方法のいずれについて確実に説明した。 私はモジュール性が人工知能の安定性を向上させることができた発展の主要な目標になれると信じている。 それで人がすることができるように、多様な技術を学習できるようになるだろう"とCluneが話した。
"現在、類似性以外にも、人とコンピューター知能の間にはもっとたくさんの違いが存在している。 しかし、我々は、このような相違点を徐々に狭めているところだ"とCluneが話した。
2015/04/12
太陽熱冷却システムの開発、水を3ヵ月間、9度に保つ
Susana Elvia Toledo Flores氏がデザインした太陽熱冷却システムの創造のおかげで、高い気温が圧倒的に多くの場所で低コストでほとんどエネルギーを使用せず、食べ物を維持することがこれからはメキシコ技術によって可能になった。
中部メキシコのベネメリタ自治大学(BUAP)科学研究所にあるゼオライト研究部(Research Department in Zeolites)が開発したプロトタイプ装置は1日24時間作動させ、3ヵ月まで温度を維持する。
研究陣は、メキシコブラックマウンテン地区(Black mountain range)でこのプロトタイプ装置を開発した。 ここは彼女が9℃温度で水を維持するシステムを開発したところだ。 "この温度で私たちは食べ物をきれいに維持することができる。 次の最終目標はその温度を5℃まで下げることである。 それでは魚類をたんぱく質が変わらない状態で保管することができる"と彼女は言った。
この大学研究チームが開発したシステムは格安で、製作しやすく、環境的な長所も持っている。 "一般的な冷却システムは、オゾン層を破壊して温室効果ガスの形成に影響を及ぼすフッ化炭素(chlorofluorocarbon)化合物を使用する。 私たちが開発したシステムは環境にやさしい"と彼女は説明した。
このシステムは太陽輻射(solar radiation)で作動され、冷却は24時間継続される、いわば熱力学吸収-脱着サイクル(Thermodynamic Adsorption-desorption Cycle)を利用して行われている。 メタノールが冷媒にそして吸収剤ではゼオライトが使われる。
彼女によると、このシステムは2段階を持っている。 "暖かい時間には、保温、脱着そして凝縮プロセス期間が発生する。 太陽エネルギーがゼオライトを加熱してメタノール蒸気圧を上昇させると、冷媒は凝縮されて蒸発器に流れるようにタンクに保存される。"
"夜の時間には、冷却プロセスが行われて吸着と蒸発期間が発生する。 吸着剤ベッド温度は日が暮れた後に下降する。 したがって、冷媒の圧力は減少して吸収剤が冷却される時蒸発現象が起きる。 この間に、冷却剤は蒸発し始めてゼオライトによって再び吸収され、冷却温度を5℃程度に保たれるように考える。 吸着プロセスは朝まで一晩中続く"と彼女は説明した。
中部メキシコのベネメリタ自治大学(BUAP)科学研究所にあるゼオライト研究部(Research Department in Zeolites)が開発したプロトタイプ装置は1日24時間作動させ、3ヵ月まで温度を維持する。
研究陣は、メキシコブラックマウンテン地区(Black mountain range)でこのプロトタイプ装置を開発した。 ここは彼女が9℃温度で水を維持するシステムを開発したところだ。 "この温度で私たちは食べ物をきれいに維持することができる。 次の最終目標はその温度を5℃まで下げることである。 それでは魚類をたんぱく質が変わらない状態で保管することができる"と彼女は言った。
この大学研究チームが開発したシステムは格安で、製作しやすく、環境的な長所も持っている。 "一般的な冷却システムは、オゾン層を破壊して温室効果ガスの形成に影響を及ぼすフッ化炭素(chlorofluorocarbon)化合物を使用する。 私たちが開発したシステムは環境にやさしい"と彼女は説明した。
このシステムは太陽輻射(solar radiation)で作動され、冷却は24時間継続される、いわば熱力学吸収-脱着サイクル(Thermodynamic Adsorption-desorption Cycle)を利用して行われている。 メタノールが冷媒にそして吸収剤ではゼオライトが使われる。
彼女によると、このシステムは2段階を持っている。 "暖かい時間には、保温、脱着そして凝縮プロセス期間が発生する。 太陽エネルギーがゼオライトを加熱してメタノール蒸気圧を上昇させると、冷媒は凝縮されて蒸発器に流れるようにタンクに保存される。"
"夜の時間には、冷却プロセスが行われて吸着と蒸発期間が発生する。 吸着剤ベッド温度は日が暮れた後に下降する。 したがって、冷媒の圧力は減少して吸収剤が冷却される時蒸発現象が起きる。 この間に、冷却剤は蒸発し始めてゼオライトによって再び吸収され、冷却温度を5℃程度に保たれるように考える。 吸着プロセスは朝まで一晩中続く"と彼女は説明した。
2015/04/11
既存のバッテリーを代替できるアルミニウムバッテリー
スタンフォード大学(Stanford University)の研究陣は割安で早く充電することができ、長く使用できる高性能アルミニウム電池を最初に開発した。 今回の研究陣はこの技術が今日、幅広く使われている多くの商用バッテリーを代替できる安全な代案だと述べた。
"私たちはアルカリ性バッテリーのような従来の保存装置を代替できるリフレッシュできるアルミニウム電池を開発した。 リチウムイオンバッテリーのような従来の保存装置は環境に悪影響を及ぼして、たびたび火災を発生させることができる"とスタンフォード大学のHongjie Dai氏が話した。 "私たちの新しいバッテリーは穴ができても火災が発生しない"とDai教授が付け加えた。 今回の研究陣は新しいアルミニウム-イオンバッテリーをジャーナルNatureに4月6日付で発表した。
アルミニウムは、低い価格、低い可燃性、高い電荷保存容量のためにバッテリーのための魅力的な材料になった。 しかし、数十年間に、科学者たちは常用することができるアルミニウム-イオンバッテリーを開発するのに失敗した。 中核課題は、充電と放電の反復的なサイクル後に効率的な電圧を生成できる物質を見つけることだ。
アルミニウム-イオンバッテリーは次のような二つの電極で構成されている:アルミで作られた陰に対戦された両極と量で対戦された陰極"人たちは陰極に適用される、互いに異なる種類の材料を調査した"とDaiが話した。 "私たちは簡単な解決策が黒鉛を使用するということを偶然発見した。 今回の研究で、私たちは非常に優れた性能を持った、数種類の黒鉛材料を確認した"とDai教授が付け加えた。
実験用バッテリーの場合に、今回の研究チームはフレキシブルポリマーコーティングされたポーチ(pouch)の中にイオン液体の電解質とアルミニウムの陽極と黒鉛陰極を位置させた。 "電解質は常温で液体状態を持った廉であるため、とても安全だ"とこの研究に参加したMing Gongは話した。
アルミニウム電池は、今日のノートパソコンや携帯電話に主に使用されるリチウム-イオン電池より安全だ。 "リチウム-イオンバッテリーは火災の危険が存在する"と彼は言った。 例えば、デルタ航空会社は旅客機に大型リチウム-バッテリーの搭載を禁止した。 "この研究で、私たちはアルミニウムバッテリーパウチを開けた時も何の問題が発生せず、継続的に作動するということをビデオで確認した"とDaiが話した。 "しかし、リチウムバッテリーは予期しなかった方式で空気、自動車、ポケットの中で爆発することもある。 安定性以外にも、私たちはアルミニウムバッテリー性能で重要な突破口を開いた"とDai教授が言及した。
1つ例は、超高速充電だ。 スマートホンの所有者は、リチウム-イオンバッテリーを充電するのに数時間がかかるということを知っている。 しかし、今回の研究陣はアルミニウムバッテリープロトタイプの場合に1分以内で充電できるという驚くべき結果を提示した。 耐久性はまた、他の重要な因子だ。 他の実験室で開発したアルミニウム電池は100回の充電・放電サイクル後に作動を止める。 しかし、今回の研究チームのバッテリーは容量のどんな損失なく7,500度の周期以上の間を耐えることができる。 "これは超高速アルミニウム-イオンバッテリーが数千回の周期以上に安定性を持つということを示した最初の事例"と今回の研究陣は説明した。 これとは対照的に、一般的なリチウム-イオンバッテリーは約1,000周忌の間使用することができる。
"アルミニウム電池のもう一つの特徴は、柔軟性"とGongは話した。 "あなたはこれを丸めて折り畳める。 それで、これはフレキシブル電子装置に有効に適用される可能性がある。 また、アルミニウムはリチウムよりも安い金属"とGongは付け加えた。
小さな電子装置以外にも、アルミニウム電池は電気グリッドに再生可能エネルギーを保存するために使用されことができる。 "グリッドはエネルギーを急速に保存して放出するために長い寿命を持つバッテリーを必要とする"と彼は説明した。 "我々の最近のデータはアルミニウムバッテリーが数万番をリフレッシュできるということを証明した。 これは、グリッド、保存のための巨大なリチウム-イオンバッテリーから想像することも難しかった状況"と彼は言った。
アルミニウム-イオン技術は使い捨てアルカリ性バッテリーのエコ的な代案になることができるだろう。 数百万の消費者たちは1.5 VのAAやAAAバッテリーを使用する"と彼は言った。 "私たちのリフレッシュできるアルミニウム電池は約2Vの電気を生成する。 これはアルミニウムで達成したことよりもっと高い。 しかし、リチウム-イオンバッテリーの電圧と一致するためには、より多くの向上が必要だろう。
"私たちのバッテリーは従来のリチウムバッテリーの電圧より約0.5倍も高い電圧を生成する"と彼は言った。 "しかし、陰極材料を向上させることは電圧やエネルギー密度を結局、増加させることができる。 つまり、私たちのバッテリーは次のような特性を持っている: 安価な電極、優れた安全性、高速充電、柔軟性、長い寿命。この新しいバッテリーが早い時間内に発売されることを期待してみる"と彼は付け加えた。
"私たちはアルカリ性バッテリーのような従来の保存装置を代替できるリフレッシュできるアルミニウム電池を開発した。 リチウムイオンバッテリーのような従来の保存装置は環境に悪影響を及ぼして、たびたび火災を発生させることができる"とスタンフォード大学のHongjie Dai氏が話した。 "私たちの新しいバッテリーは穴ができても火災が発生しない"とDai教授が付け加えた。 今回の研究陣は新しいアルミニウム-イオンバッテリーをジャーナルNatureに4月6日付で発表した。
アルミニウムは、低い価格、低い可燃性、高い電荷保存容量のためにバッテリーのための魅力的な材料になった。 しかし、数十年間に、科学者たちは常用することができるアルミニウム-イオンバッテリーを開発するのに失敗した。 中核課題は、充電と放電の反復的なサイクル後に効率的な電圧を生成できる物質を見つけることだ。
アルミニウム-イオンバッテリーは次のような二つの電極で構成されている:アルミで作られた陰に対戦された両極と量で対戦された陰極"人たちは陰極に適用される、互いに異なる種類の材料を調査した"とDaiが話した。 "私たちは簡単な解決策が黒鉛を使用するということを偶然発見した。 今回の研究で、私たちは非常に優れた性能を持った、数種類の黒鉛材料を確認した"とDai教授が付け加えた。
実験用バッテリーの場合に、今回の研究チームはフレキシブルポリマーコーティングされたポーチ(pouch)の中にイオン液体の電解質とアルミニウムの陽極と黒鉛陰極を位置させた。 "電解質は常温で液体状態を持った廉であるため、とても安全だ"とこの研究に参加したMing Gongは話した。
アルミニウム電池は、今日のノートパソコンや携帯電話に主に使用されるリチウム-イオン電池より安全だ。 "リチウム-イオンバッテリーは火災の危険が存在する"と彼は言った。 例えば、デルタ航空会社は旅客機に大型リチウム-バッテリーの搭載を禁止した。 "この研究で、私たちはアルミニウムバッテリーパウチを開けた時も何の問題が発生せず、継続的に作動するということをビデオで確認した"とDaiが話した。 "しかし、リチウムバッテリーは予期しなかった方式で空気、自動車、ポケットの中で爆発することもある。 安定性以外にも、私たちはアルミニウムバッテリー性能で重要な突破口を開いた"とDai教授が言及した。
1つ例は、超高速充電だ。 スマートホンの所有者は、リチウム-イオンバッテリーを充電するのに数時間がかかるということを知っている。 しかし、今回の研究陣はアルミニウムバッテリープロトタイプの場合に1分以内で充電できるという驚くべき結果を提示した。 耐久性はまた、他の重要な因子だ。 他の実験室で開発したアルミニウム電池は100回の充電・放電サイクル後に作動を止める。 しかし、今回の研究チームのバッテリーは容量のどんな損失なく7,500度の周期以上の間を耐えることができる。 "これは超高速アルミニウム-イオンバッテリーが数千回の周期以上に安定性を持つということを示した最初の事例"と今回の研究陣は説明した。 これとは対照的に、一般的なリチウム-イオンバッテリーは約1,000周忌の間使用することができる。
"アルミニウム電池のもう一つの特徴は、柔軟性"とGongは話した。 "あなたはこれを丸めて折り畳める。 それで、これはフレキシブル電子装置に有効に適用される可能性がある。 また、アルミニウムはリチウムよりも安い金属"とGongは付け加えた。
小さな電子装置以外にも、アルミニウム電池は電気グリッドに再生可能エネルギーを保存するために使用されことができる。 "グリッドはエネルギーを急速に保存して放出するために長い寿命を持つバッテリーを必要とする"と彼は説明した。 "我々の最近のデータはアルミニウムバッテリーが数万番をリフレッシュできるということを証明した。 これは、グリッド、保存のための巨大なリチウム-イオンバッテリーから想像することも難しかった状況"と彼は言った。
アルミニウム-イオン技術は使い捨てアルカリ性バッテリーのエコ的な代案になることができるだろう。 数百万の消費者たちは1.5 VのAAやAAAバッテリーを使用する"と彼は言った。 "私たちのリフレッシュできるアルミニウム電池は約2Vの電気を生成する。 これはアルミニウムで達成したことよりもっと高い。 しかし、リチウム-イオンバッテリーの電圧と一致するためには、より多くの向上が必要だろう。
"私たちのバッテリーは従来のリチウムバッテリーの電圧より約0.5倍も高い電圧を生成する"と彼は言った。 "しかし、陰極材料を向上させることは電圧やエネルギー密度を結局、増加させることができる。 つまり、私たちのバッテリーは次のような特性を持っている: 安価な電極、優れた安全性、高速充電、柔軟性、長い寿命。この新しいバッテリーが早い時間内に発売されることを期待してみる"と彼は付け加えた。
燃料電池自動車に向けた新たな水素生産方法
バージニア工科大学(Virginia Tech)研究陣は、排出がない燃料を生産するための生物学的方法について研究している。 生物学的方法は時間と費用を大幅に削減することができる。 研究陣はこのような技術を通じて資源が豊富なトウモロコシ茎葉(Corn Stover)で水素燃料を生産した。 研究陣が確認した新しい結果はProceedings of the National Academy of Sciencesに発表されており、経済的かつ炭素の排出量が低い水素自動車の普及拡大に貢献するだろうと期待される。 バージニア工科大学のPercival Zhang教授は"今回の研究は地域のバイオマスを利用して経済的かつ分散された水素生産のために生物学的アプローチが重要だということを示した"と明らかにした。
今回の研究はZhang教授の研究陣が過去の随行した内容を基にしている。 彼らは、過去の理論的に可能だったキシロース(Xylose)を利用した水素生産について研究したことがある。 今回の新しい研究ではふたつの新たな方策を提示している。 処理された党に依存する他の水素燃料の生産方法と違って、バージニア工科大学の研究陣はトウモロコシの皮や台と一緒に持て余しのバイオマスを利用して燃料を生産した。 これは燃料を生産する初期費用を削減するだけでなく、処理工場の近くで容易に活用できる資源を活用することができるという長所がある。
Zhang教授の教え子であり、今回の研究論文の主著者であるJoe Rollinは精巧な数学的表現と共に、遺伝的アルゴリズム(Genetic Algorithm)を使用してトウモロコシ茎葉から水素と二酸化炭素を分離する酵素工程(Enzymatic Process)の各段階を分析した。 また、彼は、このようなシステムが糖類のグルルコス(Glucose)とキシロースを同時に使用できるということを確認し、水素生産速度を増加させることができた。 生物学的変換において、これら2種類の党は連続的に使用されることもあり、、同時活用は難しかった。
水素使用を拡大する上、厳しい挑戦の一つは、大規模な天然ガス設備で得られる燃料を生産するため、大規模な費用が必要だという。 そして燃料電池自動車使用者に水素を供給することもさらなる挑戦だ。 Rollinのモデルは反応速度を3倍に増加させるために精油所の大きさ程度の設備の大きさを減らすことができ、これを通じて投資費を節減することができる。
今回の研究はZhang教授の研究陣が過去の随行した内容を基にしている。 彼らは、過去の理論的に可能だったキシロース(Xylose)を利用した水素生産について研究したことがある。 今回の新しい研究ではふたつの新たな方策を提示している。 処理された党に依存する他の水素燃料の生産方法と違って、バージニア工科大学の研究陣はトウモロコシの皮や台と一緒に持て余しのバイオマスを利用して燃料を生産した。 これは燃料を生産する初期費用を削減するだけでなく、処理工場の近くで容易に活用できる資源を活用することができるという長所がある。
Zhang教授の教え子であり、今回の研究論文の主著者であるJoe Rollinは精巧な数学的表現と共に、遺伝的アルゴリズム(Genetic Algorithm)を使用してトウモロコシ茎葉から水素と二酸化炭素を分離する酵素工程(Enzymatic Process)の各段階を分析した。 また、彼は、このようなシステムが糖類のグルルコス(Glucose)とキシロースを同時に使用できるということを確認し、水素生産速度を増加させることができた。 生物学的変換において、これら2種類の党は連続的に使用されることもあり、、同時活用は難しかった。
水素使用を拡大する上、厳しい挑戦の一つは、大規模な天然ガス設備で得られる燃料を生産するため、大規模な費用が必要だという。 そして燃料電池自動車使用者に水素を供給することもさらなる挑戦だ。 Rollinのモデルは反応速度を3倍に増加させるために精油所の大きさ程度の設備の大きさを減らすことができ、これを通じて投資費を節減することができる。
2015/04/10
乳がんの診断、MRIで90%まで可能だ!
磁気共鳴映像(magnetic resonance imaging、MRI)を利用すれば、乳がんを90%まで診断できるという研究が最近報告された。 従来のX線を利用する乳房撮影術(mammography)及び超音波を通じた検査の乳がん診断率が37.5%だったという点に比べてかなりの進歩であることが明らかだ。 上記の研究結果は癌関連の主要学術誌の臨床腫瘍学ジャーナル(Journal of Clinical Oncology)に掲載された。 本研究成果はオーストリアウィーン医科大学(Medical University of Vienna)放射線科(Department of Radiology)、核医学科(Department of Nuclear Medicine)、産婦人科(Department of Gynaecology and Obstetrics)および臨床病理研究所の共同研究の産物だ。
"健康を害する危険要素を増加させるものと疑われる部分が少しでもあるなら、特に、女性の健康を脅かす乳がんなどの疾病についてはMRI検査が最善だ。 本研究は乳がんの診断において磁気共鳴映像が従来の乳房撮影または胸部超音波探傷試験を上回る最善の選択だということを示している。 MRIは、患者の年齢、遺伝子突然変異状態、および乳房陰影(breast density)と完璧に独立的に適用可能である"とクリストファー・リエら(Christopher Riedl)と、本研究をリードしたトマス・ヘルビチ(Thomas Helbich)は述べた。
研究チームは乳がんが疑われる559人の女性を対象に総1,365会議映像撮影を遂行した。 多様な映像法を適用してみた結果、乳がんの90%を完璧に診断できる方法は断然MRI技法だった。 MRIや乳房撮影を並行した場合、MRI単独検査に比べて乳がんの診断率上昇はただ5%に過ぎなかった。 超音波検査を単独で施行した場合には乳がんを全く診断しなかった。 今回の結果はビチムトゥソンがん診断および養成、乳房病変(benign breast lesion)でも類似の傾向を見せた。 "オーストリア女性13,000人は依然として乳がん発病の危険が高い方だ。 乳房切除術または卵巣切除術を受けた家族力のある患者たちが乳がんを予測して対処する一番いい代案は毎年定期的にMRI検査を受けることだ。 これは決して過剰診断ではなく、乳房癌を診断する必須的な方法だ"とヘルビチは話した。
"健康を害する危険要素を増加させるものと疑われる部分が少しでもあるなら、特に、女性の健康を脅かす乳がんなどの疾病についてはMRI検査が最善だ。 本研究は乳がんの診断において磁気共鳴映像が従来の乳房撮影または胸部超音波探傷試験を上回る最善の選択だということを示している。 MRIは、患者の年齢、遺伝子突然変異状態、および乳房陰影(breast density)と完璧に独立的に適用可能である"とクリストファー・リエら(Christopher Riedl)と、本研究をリードしたトマス・ヘルビチ(Thomas Helbich)は述べた。
研究チームは乳がんが疑われる559人の女性を対象に総1,365会議映像撮影を遂行した。 多様な映像法を適用してみた結果、乳がんの90%を完璧に診断できる方法は断然MRI技法だった。 MRIや乳房撮影を並行した場合、MRI単独検査に比べて乳がんの診断率上昇はただ5%に過ぎなかった。 超音波検査を単独で施行した場合には乳がんを全く診断しなかった。 今回の結果はビチムトゥソンがん診断および養成、乳房病変(benign breast lesion)でも類似の傾向を見せた。 "オーストリア女性13,000人は依然として乳がん発病の危険が高い方だ。 乳房切除術または卵巣切除術を受けた家族力のある患者たちが乳がんを予測して対処する一番いい代案は毎年定期的にMRI検査を受けることだ。 これは決して過剰診断ではなく、乳房癌を診断する必須的な方法だ"とヘルビチは話した。
2015/04/09
大衆の前演説を助ける着用型技術
大衆の前で演説をすることは、多くの人々に大きな恐怖として作用する。 現在、ロチェスター大学(University of Rochester)のHCIインタラクショングループ(Human-Computer Interaction Group)の研究員らはスマートグラスのための知能的なユーザーインターフェースを開発している。 これは演説家がボリュームを調整して、話をする速度についてリアルタイムでフィードバックを受けることになり、これが演説をするのに最小限の干渉を受けられるようにすることだ。
ロチェスター研究チームはこのシステムを"話す"というギリシャ語のレイマ(Rhema)という名前をつけており、研究結果に対する論文は3月31日にアトランタで開かれたコンピューターマシナリー協会のIUIカンファレンス(Association for Computer Machinery's Intelligent User Interfaces(IUI)conference)で発表された。
Rhemaに装着されたスマートグラスは、演説家を記録することができ、オーディオをサーバーに伝送して自動的に音量と言う速度を分析することになる。 そしてリアルタイムで演説家にこのデータを表示してくれる。 このようなフィードバックは、演説家が音量を調節して、話すスピードを変化させたり、移転と同様に維持するようにしてくれるのだ。
コンピューター科学科教授であり、この論文の主著者であるEhsan Hoqueは前の学期に講義を行った時、このシステムを自ら使用していた。 "私の妻はいつも私に言うことを終えるようにと非常に静かに話していた。 Rhemaは私の言う音量を維持するように想起させてくれた。 これはいい経験になった。"彼は、この実験が彼の話し音量についてよく分かるように助けるだろうと感じており、スマートグラスを着用しないときにもそうだろうと考えた。
論文でHoqueと彼の学生M.Iftekhar TanveerとEmy Linは演説でいくつかの問題がみられた時、リアルタイムにフィードバックを提供したと説明した。 "一つの問題は演説を妨害せず、演説をする人に行動について、引き続き知らせてくれるのだ。 かなり大きな散漫さがどもるようにしたり、一時的に中止されることと一緒に不自然な行動を生み出すことができる。 2番目の問題はHMD(head mounted display)が目と近くに位置しているために意図しないように注意を転換させることができるようになるだろう"と彼らが論文で明らかにしている。
論文の主要著者であるTanveerはこのような問題を解決することが彼らが集中している研究の一部分だと説明した。 このようにするために、彼らはグーグルグラスを着用した30人の英語母語の使用者とともにこのシステムをテストした。 彼らはフィードバックを伝達する他のオプションを評価した。 彼らは信号システムのような他の色、単語とグラフを使って実験しており、全くフィードバックがないのも実験した。 また、彼らは連続的に遅くて変化するディスプレーと間欠的に変わるフィードバックシステムを持って実験した。 これをもって演説家は、ほとんどの時間にグラスで何も見られず、数秒の間だけフィードバックを見ることができた。 使用者テスト後に単語("もっと大きく"、"もっと遅く"、演説家に対し、必要などんなこともないこと、等)の形で20秒間隔でフィードバックを伝えることがテストに参加した大半の使用者たちによって最も成功的に考えられた。
ロチェスター研究チームはこのシステムを"話す"というギリシャ語のレイマ(Rhema)という名前をつけており、研究結果に対する論文は3月31日にアトランタで開かれたコンピューターマシナリー協会のIUIカンファレンス(Association for Computer Machinery's Intelligent User Interfaces(IUI)conference)で発表された。
Rhemaに装着されたスマートグラスは、演説家を記録することができ、オーディオをサーバーに伝送して自動的に音量と言う速度を分析することになる。 そしてリアルタイムで演説家にこのデータを表示してくれる。 このようなフィードバックは、演説家が音量を調節して、話すスピードを変化させたり、移転と同様に維持するようにしてくれるのだ。
コンピューター科学科教授であり、この論文の主著者であるEhsan Hoqueは前の学期に講義を行った時、このシステムを自ら使用していた。 "私の妻はいつも私に言うことを終えるようにと非常に静かに話していた。 Rhemaは私の言う音量を維持するように想起させてくれた。 これはいい経験になった。"彼は、この実験が彼の話し音量についてよく分かるように助けるだろうと感じており、スマートグラスを着用しないときにもそうだろうと考えた。
論文でHoqueと彼の学生M.Iftekhar TanveerとEmy Linは演説でいくつかの問題がみられた時、リアルタイムにフィードバックを提供したと説明した。 "一つの問題は演説を妨害せず、演説をする人に行動について、引き続き知らせてくれるのだ。 かなり大きな散漫さがどもるようにしたり、一時的に中止されることと一緒に不自然な行動を生み出すことができる。 2番目の問題はHMD(head mounted display)が目と近くに位置しているために意図しないように注意を転換させることができるようになるだろう"と彼らが論文で明らかにしている。
論文の主要著者であるTanveerはこのような問題を解決することが彼らが集中している研究の一部分だと説明した。 このようにするために、彼らはグーグルグラスを着用した30人の英語母語の使用者とともにこのシステムをテストした。 彼らはフィードバックを伝達する他のオプションを評価した。 彼らは信号システムのような他の色、単語とグラフを使って実験しており、全くフィードバックがないのも実験した。 また、彼らは連続的に遅くて変化するディスプレーと間欠的に変わるフィードバックシステムを持って実験した。 これをもって演説家は、ほとんどの時間にグラスで何も見られず、数秒の間だけフィードバックを見ることができた。 使用者テスト後に単語("もっと大きく"、"もっと遅く"、演説家に対し、必要などんなこともないこと、等)の形で20秒間隔でフィードバックを伝えることがテストに参加した大半の使用者たちによって最も成功的に考えられた。
光学とナノ技術を組み合わせた低コスト機体センサーの生成
米オレゴン州立大学(OSU;Oregon State University)所属の研究陣は、革新的な光学技術(optical technology)とナノ複合体薄膜(nanocomposite thin film)を結合し、様々な範囲の機体(gases)を検出・分析することができるという新しいタイプのセンサーを開発した。 このセンサーは安いだけじゃなく、迅速な検出が可能で、敏感度が非常に優れている。
この技術は環境モニタリングで血液中アルコールレベルまたは空港の安全に至る全ての応用に適用できるものと期待される。 センサーは特に二酸化炭素(carbon dioxide)検出に適していて、温室効果ガスを削減するアプローチの一つである地下に二酸化炭素を貯蔵できるように考案されたシステムあるいは産業応用に流用することができる。
オレゴン州立大学の研究陣は米国エネルギー省または国立エネルギー技術実験室所属の科学者たちと協力して、この技術を開発しており、関連技術は特許出願された。 関連研究結果はMaterials Chemistry Cジャーナルに報告された。
研究陣は現在、追加でこの技術は完全に作るために産業パートナーを探しており、システムの商用化を支援する計画だ。
光学的感知はセンサーで、非常に効果的で、微量気体を究明することができるが、たびたび現場に移動することはできず、非常に高価である巨大な実験室の装置を使用する。 OSU傘下の電子工学およびコンピューター科学部(Electrical Engineering and Computer Science)所属の助教授であり、フォトニックスの専門家であるAlan Wangが明らかにした。
反対に、我々は小さく、携帯することができ、安価な光学接近を使用できるとWangは明らかにした。 新しいシステムは日光の波長を集中して敏感度を増進させるため、小さなレンズと一緒に行動するプラズマモニクナノ決定(plasmonic nanocrystals)を使用したとWangは明らかにした。
このアプローチは材料の起工内に気体を急速に吸収できる薄膜の金属-有機フレームワーク(metal-organic framework)と結合されており、単純な真空工程によりリサイクルされことができる。 薄膜は表面近くの気体分子を捕獲した後、プラズマモニク材料は近赤外線範囲(near-infrared range)で作用して、信号を増幅させるのにアシストをして、他の機体の量と存在を精密に分析する。
近赤外線範囲で作動させて、プラズマモニクナノ決定を利用することにより、敏感度を増加させることができるとOSU化工科教授であるChih-hung Changは明らかにした。 このようなタイプのセンサーはどんな機体が存在し、どの程度の量が存在するかどうかを迅速かつ正確に教えてあげることができる。
速度、精密性、携帯性や低コストなどが多数の用途のために現場で使用されことができる装置を具現することにしていると研究陣は明らかにした。 食品産業は果物と野菜の保存で二酸化炭素を使用して、機体は特定水準で維持されなければならない。
機体感知(Gas detection)は爆発物を求めるうえで貴重な価値を持つことができ、、このような技術のような新技術は空港又は国境安保の応用から見ることができるだろう。 多様な機体が環境研究でモニタリングなる必要があり、ヘルスケア分野と自動車エンジンの最適の機能を誘導する案と天然ガス漏れの予防にも利用できるだろう。
プラズマモニクナノの決定と金属-有機ジャクオプトゥル薄膜(metal–organic framework thin-films)は近赤外線範囲で機体を感知するために製作された。 このようなナノ複合体薄膜は近赤外線吸着に非常に敏感に反応するということを見せていて、金属-有機ジャクオプトゥルの起工に気体分子の立った濃縮(preconcentration)を可能にしてくれる。 こうした宣濃縮はプラズマモニクナノ決定の表面に電磁場(electromagnetic fields)を近く近接させることで行われる。
この技術は環境モニタリングで血液中アルコールレベルまたは空港の安全に至る全ての応用に適用できるものと期待される。 センサーは特に二酸化炭素(carbon dioxide)検出に適していて、温室効果ガスを削減するアプローチの一つである地下に二酸化炭素を貯蔵できるように考案されたシステムあるいは産業応用に流用することができる。
オレゴン州立大学の研究陣は米国エネルギー省または国立エネルギー技術実験室所属の科学者たちと協力して、この技術を開発しており、関連技術は特許出願された。 関連研究結果はMaterials Chemistry Cジャーナルに報告された。
研究陣は現在、追加でこの技術は完全に作るために産業パートナーを探しており、システムの商用化を支援する計画だ。
光学的感知はセンサーで、非常に効果的で、微量気体を究明することができるが、たびたび現場に移動することはできず、非常に高価である巨大な実験室の装置を使用する。 OSU傘下の電子工学およびコンピューター科学部(Electrical Engineering and Computer Science)所属の助教授であり、フォトニックスの専門家であるAlan Wangが明らかにした。
反対に、我々は小さく、携帯することができ、安価な光学接近を使用できるとWangは明らかにした。 新しいシステムは日光の波長を集中して敏感度を増進させるため、小さなレンズと一緒に行動するプラズマモニクナノ決定(plasmonic nanocrystals)を使用したとWangは明らかにした。
このアプローチは材料の起工内に気体を急速に吸収できる薄膜の金属-有機フレームワーク(metal-organic framework)と結合されており、単純な真空工程によりリサイクルされことができる。 薄膜は表面近くの気体分子を捕獲した後、プラズマモニク材料は近赤外線範囲(near-infrared range)で作用して、信号を増幅させるのにアシストをして、他の機体の量と存在を精密に分析する。
近赤外線範囲で作動させて、プラズマモニクナノ決定を利用することにより、敏感度を増加させることができるとOSU化工科教授であるChih-hung Changは明らかにした。 このようなタイプのセンサーはどんな機体が存在し、どの程度の量が存在するかどうかを迅速かつ正確に教えてあげることができる。
速度、精密性、携帯性や低コストなどが多数の用途のために現場で使用されことができる装置を具現することにしていると研究陣は明らかにした。 食品産業は果物と野菜の保存で二酸化炭素を使用して、機体は特定水準で維持されなければならない。
機体感知(Gas detection)は爆発物を求めるうえで貴重な価値を持つことができ、、このような技術のような新技術は空港又は国境安保の応用から見ることができるだろう。 多様な機体が環境研究でモニタリングなる必要があり、ヘルスケア分野と自動車エンジンの最適の機能を誘導する案と天然ガス漏れの予防にも利用できるだろう。
プラズマモニクナノの決定と金属-有機ジャクオプトゥル薄膜(metal–organic framework thin-films)は近赤外線範囲で機体を感知するために製作された。 このようなナノ複合体薄膜は近赤外線吸着に非常に敏感に反応するということを見せていて、金属-有機ジャクオプトゥルの起工に気体分子の立った濃縮(preconcentration)を可能にしてくれる。 こうした宣濃縮はプラズマモニクナノ決定の表面に電磁場(electromagnetic fields)を近く近接させることで行われる。
2015/04/08
HIVはインターネット悪性コードのように広がって、初期に治療しなければならない
HIVの進行についた新しいモデルはHIVがいくつかのコンピューターワームウイルスと似たような方式で広がるということを突き止めて初期治療がAIDSを避けるのに重要だと予測した。 HIV専門家たちやネットワークセキュリティ専門家たちは二つの方式(血管を通過。+直接細胞の間で広がること)を使用して体からHIVが広がっていることが一部コンピューターワームが可能な限り多くのコンピューターを感染させるためにインターネットと地域ネットワーク両方を通じて広がっていることに似ているということを突き止めた。
HIVの進行についたある新しいモデルはHIVが一部コンピューターワームウイルスと似たような方式に広がることを突き止めて初期治療がAIDSを避けるのに重要だと予測した。 ユニボスティカレッジ・ロンドン(University College London(UCL))にあるHIV専門家たちやネットワークセキュリティ専門家たちは二つの方法(血流を通過。+細胞の間で直接渡ること)を使用しながら体で発生するHIVの拡散が一部コンピューターワームが可能な限り多くのコンピューターを感染させるためにインターネットと国富のネットワークの両方を使用して広がる方式と似ているというのに気づいた。 彼らは、一緒に仕事をしてこの'混成拡散'のための模型を作っており、これは主要臨床試験で患者のHIVからAIDSへの進行を正確に予測した。
この模型を確認するためにロンドンで17人のHIV患者たちから出た詳細な標本資料を使用して、混声の拡散がHIVの進行に向けた最も良い説明を提供するということを示し、初期治療の利点を強調した。 HIVはCD4+T-細胞を感染させるが、これらは免疫系で重要な役割をして病気から私たちを保護する。 HIVが進行しながら、それは免疫系がうまく機能しないとき'後天性免疫欠乏症(acquired immune deficiency syndrome)'つまり、AIDSとして知られた状態まで体で活性T-細胞の数を減らす。
HIVの進行についたある新しいモデルはHIVが一部コンピューターワームウイルスと似たような方式に広がることを突き止めて初期治療がAIDSを避けるのに重要だと予測した。 ユニボスティカレッジ・ロンドン(University College London(UCL))にあるHIV専門家たちやネットワークセキュリティ専門家たちは二つの方法(血流を通過。+細胞の間で直接渡ること)を使用しながら体で発生するHIVの拡散が一部コンピューターワームが可能な限り多くのコンピューターを感染させるためにインターネットと国富のネットワークの両方を使用して広がる方式と似ているというのに気づいた。 彼らは、一緒に仕事をしてこの'混成拡散'のための模型を作っており、これは主要臨床試験で患者のHIVからAIDSへの進行を正確に予測した。
この模型を確認するためにロンドンで17人のHIV患者たちから出た詳細な標本資料を使用して、混声の拡散がHIVの進行に向けた最も良い説明を提供するということを示し、初期治療の利点を強調した。 HIVはCD4+T-細胞を感染させるが、これらは免疫系で重要な役割をして病気から私たちを保護する。 HIVが進行しながら、それは免疫系がうまく機能しないとき'後天性免疫欠乏症(acquired immune deficiency syndrome)'つまり、AIDSとして知られた状態まで体で活性T-細胞の数を減らす。
ヨーロッパ人はいつ、どのように白い肌を持つようになったのだろうか。
私たちは`欧州人らは本来、肌が白い色だった`と考えがちだ。 しかし、最近発表された研究結果によると、白い肌、大きな鍵、成人になっても牛乳をこなすことができる能力などの形質が欧州に現れたのは比較的最近だ。 先週、米セントルイスで開かれた米国自然人類学会84回定例会議では、欧州で最近行われた進化に対する劇的な証拠が提示された。 総合的に見ると、今日のヨーロッパ人たちは8,000年前にヨーロッパ大陸に生きた人々とあまり似ていないという。
ここ数年間、古代人類集団のゲノムが解読され、欧州人の起源問題が注目を受けてきた。 今年初め、ある多国籍研究チームは、欧州全域の考古学遺跡地で採取した古代人83人の遺伝体を対象に、DNAの核心部分を比較分析して、"今日のヨーロッパ人たちは少なくとも3種類の狩猟採集人や農耕民集団が混ざって誕生しており、これらの集団は過去8,000年間にわたって、独立的にヨーロッパの地に移住した"と明らかにしている。 また、この研究結果によると、"今から4,500年前の黒海北方の草原に住んでいたヤムナヤ遊牧民(Yamnaya herders)が大規模に移動しながら、インド・ヨーロッパ語を欧州に伝播した"という。
研究陣は後続研究を通じ、先週8,000年間、強い自然選択を受けた遺伝子(形質)、すなわち`欧州の環境に適合して過ぎた8,000年の間、ヨーロッパ全域に急速に広がった遺伝子(形質)`が何かを集中的に分析した結果を発表した。 ハーバード大学のデービッド・ライヒ教授(個体群、遺伝学)の研究室で博士後過程を踏んでいるこの子はマディソン・(遺伝学)が主導する研究陣は、古代ヨーロッパ人の遺伝体を現代のヨーロッパ人たちの遺伝体と比較して、"食生活や肌の色素に関連された遺伝子5つが強い自然選択を受けた"と報告した。 (現代のヨーロッパ人たちの遺伝体データは"1000 Genomes Project"で得た。)
今回の研究の核心内容は次のようだ。 第一に、研究陣は、今回の研究で`今から8,000年前にヨーロッパの狩猟採集人は乳糖を消化させることはできなかった`は、先行研究結果を再確認した。 また、研究陣は興味深い事実の一つを追加で発見したが、それは最初の農耕民も乳糖を消化できなかったのは同様だ。 すなわち、(7,800年前に近東地方から移住した)農耕民と(4,800年前の黒海沿岸の草原で移住した)ヤムナヤモクチュクイたところではLCT遺伝子がなくて、成人になると牛乳の中の乳糖を消化させなかったということだ。 研究陣によると、欧州全域に乳糖消化遺伝子が広がったのは約4,300年前という。
第二に、肌の色に関する研究結果を見てみよう。 研究陣によると、様々な場所で進化がモザイク式で起きた情況をとらえていたという。 つまり、3つの独立的な遺伝子が白い肌の誕生に関与したことが明らかになって、この8,000年間ヨーロッパ人の皮膚がますます白くなったストーリーは非常に複雑なことが明らかになった。 アフリカで出た現生人類は本来約40,000年前にヨーロッパに定着したが、その時は肌の色が濃いたために日照量が多い低緯度地方に住みに有利だったものとみられる。 ところで、今回新たに提示されたデータによると、約8,500年前、スペイン、ルクセムブルグ、ハンガリーの初期の狩猟採集人たちも、濃い色の肌を持っていたという。 つまり、彼らは2個の遺伝子(SLC24A5、SLC45A2)がなかったと言いますが、この遺伝子は肌を脱色させ、今日のヨーロッパ人のように青白い肌を持つようにする役目を果たす。
しかし、もっと北地方(太陽の高度が低く、青白い肌の色が有利な地域)に上がれば、状況が変わる。 研究陣がスウェーデン南東部モタルラ遺跡地で採取された7,700年前のヨーロッパ人7人の遺伝体を分析した結果、彼らはSLC24A5とSLC45A2をすべて持っていたことが明らかになった。 また、彼らは第3の遺伝子であるHERC2/OCA2を保有していたこととなったが、これは、青い目、白い肌、金髪に関与する遺伝子という。 したがって、北欧の狩猟採集人はすでに7,700年前に白い肌と青い目を持っていたが、中部および南部のヨーロッパ人はまだ黒い肌を持っていたという話になる。
一方、極東地方からヨーロッパに到着した最初の農耕民たちの遺伝体を分析した結果、彼らはSLC24A5とSLC45A2をすべて持っていたことが明らかになった。 研究陣によると、彼らはヨーロッパの原住民(狩猟採集の)と異種交配を通じて二つの遺伝子の一つ(SLC24A5)を欧州全域に広め、、中部および南部ヨーロッパ人たちが白色の皮膚を持ち始めたという。 また、他の遺伝子(SLC45A2)は5,800年前以降に出現頻度が目立って増加したという。
第三に、研究陣は乳糖消化能力と肌の色以外にも多様な形質に関する遺伝子を分析した。 例えば、鍵の場合、多くの遺伝子が相互作用した結果誕生した形質であることが明らかになった。 先に8,000年前北部及び中部欧州で腎臓と関連された遺伝子がいくつかが強力な選択を受けており、4,800年前ヤムナヤ族が移住し、ヨーロッパ人の身長が一層高くなったのが明らかになった。 ヤムナヤ族はすべての種族の中で`背が大きくなる可能性のある遺伝的素因`を最も多く保有したものと推定されるが、このような推定は彼らの骨格を測定した結果と一致している。 これと対照的にイタリアとスペインで背の低い形質が選択され始めたのも8,000年前のことだと言う。 特にスペイン人たちの背が低くなり始めたのは6,000年前のことで、多分も寒い天気と貧弱な献立に適応した結果であると考えられる。
ところが、驚くべきことは、免疫に関連された遺伝子のうちでは強力な選択を受けたことが一つもないことが明らかになったということだ。 これは`農業が発達した後に疾病が増加した`は従来の仮説と正面に配置される。
今回の研究では特定遺伝子が強力な選択を受けた理由を具体的には明示しなかった。 しかし、ペンシルベニア州立大学のニーナジャブルロンスキー教授(故人類学)によると、色素遺伝子の突然変異が必要な理由は、`ビタミンD合成を最大化するために`という。 つまり、北欧に住む人たちはしばしばUVを十分に当てず、ビタミンD合成が不足するので、自然選択を通じて二つの遺伝的な対策を講じたということだ。 最初の解決策は青白い肌を進化させることで、UV吸収を増加させることで、2番目の解決策は乳糖消化能力を増加させ、乳糖とビタミンD(牛乳に多く存在すること)を多く摂取することだ。
"欧州で白人が出現した理由についた従来の説明はとても簡単ていた。 しかし、今回の研究によると、人口が北に移動しながら多様な選択が複合的に作用して白人の多様な形質を形成したものとみられる。 今回の研究は最近、8,000年の間、ヨーロッパで起きた進化をよく説明した"とジャブルロンスキー教授は、論評した。 一方、ペンシルベニア州立大学のジョージ・ペリー教授(人類遺伝学)はこのように論評した。 "今回の研究は人間の遺伝的可能性が食生活や生息地環境への適応によって形成される過程をよく説明した。 今回の研究によって、私たちは自然選択が働くメカニズムをよりよく理解できるようになった。"
ここ数年間、古代人類集団のゲノムが解読され、欧州人の起源問題が注目を受けてきた。 今年初め、ある多国籍研究チームは、欧州全域の考古学遺跡地で採取した古代人83人の遺伝体を対象に、DNAの核心部分を比較分析して、"今日のヨーロッパ人たちは少なくとも3種類の狩猟採集人や農耕民集団が混ざって誕生しており、これらの集団は過去8,000年間にわたって、独立的にヨーロッパの地に移住した"と明らかにしている。 また、この研究結果によると、"今から4,500年前の黒海北方の草原に住んでいたヤムナヤ遊牧民(Yamnaya herders)が大規模に移動しながら、インド・ヨーロッパ語を欧州に伝播した"という。
研究陣は後続研究を通じ、先週8,000年間、強い自然選択を受けた遺伝子(形質)、すなわち`欧州の環境に適合して過ぎた8,000年の間、ヨーロッパ全域に急速に広がった遺伝子(形質)`が何かを集中的に分析した結果を発表した。 ハーバード大学のデービッド・ライヒ教授(個体群、遺伝学)の研究室で博士後過程を踏んでいるこの子はマディソン・(遺伝学)が主導する研究陣は、古代ヨーロッパ人の遺伝体を現代のヨーロッパ人たちの遺伝体と比較して、"食生活や肌の色素に関連された遺伝子5つが強い自然選択を受けた"と報告した。 (現代のヨーロッパ人たちの遺伝体データは"1000 Genomes Project"で得た。)
今回の研究の核心内容は次のようだ。 第一に、研究陣は、今回の研究で`今から8,000年前にヨーロッパの狩猟採集人は乳糖を消化させることはできなかった`は、先行研究結果を再確認した。 また、研究陣は興味深い事実の一つを追加で発見したが、それは最初の農耕民も乳糖を消化できなかったのは同様だ。 すなわち、(7,800年前に近東地方から移住した)農耕民と(4,800年前の黒海沿岸の草原で移住した)ヤムナヤモクチュクイたところではLCT遺伝子がなくて、成人になると牛乳の中の乳糖を消化させなかったということだ。 研究陣によると、欧州全域に乳糖消化遺伝子が広がったのは約4,300年前という。
第二に、肌の色に関する研究結果を見てみよう。 研究陣によると、様々な場所で進化がモザイク式で起きた情況をとらえていたという。 つまり、3つの独立的な遺伝子が白い肌の誕生に関与したことが明らかになって、この8,000年間ヨーロッパ人の皮膚がますます白くなったストーリーは非常に複雑なことが明らかになった。 アフリカで出た現生人類は本来約40,000年前にヨーロッパに定着したが、その時は肌の色が濃いたために日照量が多い低緯度地方に住みに有利だったものとみられる。 ところで、今回新たに提示されたデータによると、約8,500年前、スペイン、ルクセムブルグ、ハンガリーの初期の狩猟採集人たちも、濃い色の肌を持っていたという。 つまり、彼らは2個の遺伝子(SLC24A5、SLC45A2)がなかったと言いますが、この遺伝子は肌を脱色させ、今日のヨーロッパ人のように青白い肌を持つようにする役目を果たす。
しかし、もっと北地方(太陽の高度が低く、青白い肌の色が有利な地域)に上がれば、状況が変わる。 研究陣がスウェーデン南東部モタルラ遺跡地で採取された7,700年前のヨーロッパ人7人の遺伝体を分析した結果、彼らはSLC24A5とSLC45A2をすべて持っていたことが明らかになった。 また、彼らは第3の遺伝子であるHERC2/OCA2を保有していたこととなったが、これは、青い目、白い肌、金髪に関与する遺伝子という。 したがって、北欧の狩猟採集人はすでに7,700年前に白い肌と青い目を持っていたが、中部および南部のヨーロッパ人はまだ黒い肌を持っていたという話になる。
一方、極東地方からヨーロッパに到着した最初の農耕民たちの遺伝体を分析した結果、彼らはSLC24A5とSLC45A2をすべて持っていたことが明らかになった。 研究陣によると、彼らはヨーロッパの原住民(狩猟採集の)と異種交配を通じて二つの遺伝子の一つ(SLC24A5)を欧州全域に広め、、中部および南部ヨーロッパ人たちが白色の皮膚を持ち始めたという。 また、他の遺伝子(SLC45A2)は5,800年前以降に出現頻度が目立って増加したという。
第三に、研究陣は乳糖消化能力と肌の色以外にも多様な形質に関する遺伝子を分析した。 例えば、鍵の場合、多くの遺伝子が相互作用した結果誕生した形質であることが明らかになった。 先に8,000年前北部及び中部欧州で腎臓と関連された遺伝子がいくつかが強力な選択を受けており、4,800年前ヤムナヤ族が移住し、ヨーロッパ人の身長が一層高くなったのが明らかになった。 ヤムナヤ族はすべての種族の中で`背が大きくなる可能性のある遺伝的素因`を最も多く保有したものと推定されるが、このような推定は彼らの骨格を測定した結果と一致している。 これと対照的にイタリアとスペインで背の低い形質が選択され始めたのも8,000年前のことだと言う。 特にスペイン人たちの背が低くなり始めたのは6,000年前のことで、多分も寒い天気と貧弱な献立に適応した結果であると考えられる。
ところが、驚くべきことは、免疫に関連された遺伝子のうちでは強力な選択を受けたことが一つもないことが明らかになったということだ。 これは`農業が発達した後に疾病が増加した`は従来の仮説と正面に配置される。
今回の研究では特定遺伝子が強力な選択を受けた理由を具体的には明示しなかった。 しかし、ペンシルベニア州立大学のニーナジャブルロンスキー教授(故人類学)によると、色素遺伝子の突然変異が必要な理由は、`ビタミンD合成を最大化するために`という。 つまり、北欧に住む人たちはしばしばUVを十分に当てず、ビタミンD合成が不足するので、自然選択を通じて二つの遺伝的な対策を講じたということだ。 最初の解決策は青白い肌を進化させることで、UV吸収を増加させることで、2番目の解決策は乳糖消化能力を増加させ、乳糖とビタミンD(牛乳に多く存在すること)を多く摂取することだ。
"欧州で白人が出現した理由についた従来の説明はとても簡単ていた。 しかし、今回の研究によると、人口が北に移動しながら多様な選択が複合的に作用して白人の多様な形質を形成したものとみられる。 今回の研究は最近、8,000年の間、ヨーロッパで起きた進化をよく説明した"とジャブルロンスキー教授は、論評した。 一方、ペンシルベニア州立大学のジョージ・ペリー教授(人類遺伝学)はこのように論評した。 "今回の研究は人間の遺伝的可能性が食生活や生息地環境への適応によって形成される過程をよく説明した。 今回の研究によって、私たちは自然選択が働くメカニズムをよりよく理解できるようになった。"
2015/04/06
細胞粘液、がん診断の鍵を握っている。
臨床診断の聖杯は優れた精度で疾病を識別できる非侵襲的な技術となることができる。 不幸にも、まだ科学技術がこのような目標までは到達していなかった。 しかし、ジョーンズホプキンスン大学(Johns Hopkins)の科学者らの新しい研究は完璧な非侵襲診断を向けて大きな跳躍をもたらすことができる決定的な資料を提供するかもしれない。
乳がん検査やCT検査のようなイメージングテストは、組織内の腫瘍の成長を感知できるが、このような成長ががんか否かを判断するためにはいつも組織検査が必要だ。 逆に、現在研究の結果は、ガン細胞の外部幕にしばしば流されている特定の糖蛋白質(glycoprotein)の糖化パターン(glycosylation pattern)を感知できるよう、機械を調節することにより、MRIの多くの組織検査が無用の長物になりかねないことを提案している。
ジョーンズホプキンスン、大学教授であるJeff Bulte博士は"今回の研究は初めて細胞粘液イメージングを使用できることを科学者らが発見したのだと思う。 細胞が癌のような存在に変わっていくとき、細胞の外部幕にあるタンパク質は糖分子を落としてあまりべたべたになるが、これはおそらくたんぱく質がお互いにもっと近くに集まるからだ。 特定のタンパク質に結合した党を探知するため、MRIを調節すれば、正常細胞と腫瘍細胞の差を分かることができるようになる"と話す。
既存の研究は糖タンパク質ムチン-1(mucin-1)がグヮバルヒョンされて大腸、卵巣、乳房がんのような上皮起源のほとんどの悪性仙岩で党が落ちていくことを発見した。 さらに、ムチン-1の非正常的な発現は、米国の場合、毎年腫瘍の診断を受ける14シプマン人の中で65%で発見される現象だ。
Bulte博士チームは染料を使用せず、ブドウ糖とその周辺の水分子の間の独特な相互作用を感知できるよう、MRI技術を微細調整して腫瘍の成長を標識しかねないという長所を利用することを望んだ。 研究チームはムチンたんぱく質を利用して党がいる時とない時のMRI信号がどのように変化するのかを観察した。 研究チームは同じ技術を利用、試験管条件で4つの異なった種類の癌細胞を分析しており、正常細胞と比較した時にムチンのグリコ実話がはるかに減ったことを感知することができたと報告した。
今回の研究の最初の著者であるXiaolei Song博士は"体の中にある分子を探知できるというメリットは暫定的に腫瘍全体をイメージ化できるということだ。 これはしばしば注入された染料をもってしては不可能なことだ。 なぜなら染料は腫瘍の一部にのみ到達するためだ。 また、染料は価格が高い"と付け加えた。 ジョンズ・ホプキンス大学チームは、次の段階の研究は生きているネズミを対象に多様な種類の癌に発展可能な腫瘍を区別して出すことができるのか、調査することと述べる。 たとえBulte博士は現在、発見したことを最適化しなければならないが、臨床的に人のがんを診断するための価値のある技術になる前により多くの試験を経なければならないと慎重な態度を示した。
乳がん検査やCT検査のようなイメージングテストは、組織内の腫瘍の成長を感知できるが、このような成長ががんか否かを判断するためにはいつも組織検査が必要だ。 逆に、現在研究の結果は、ガン細胞の外部幕にしばしば流されている特定の糖蛋白質(glycoprotein)の糖化パターン(glycosylation pattern)を感知できるよう、機械を調節することにより、MRIの多くの組織検査が無用の長物になりかねないことを提案している。
ジョーンズホプキンスン、大学教授であるJeff Bulte博士は"今回の研究は初めて細胞粘液イメージングを使用できることを科学者らが発見したのだと思う。 細胞が癌のような存在に変わっていくとき、細胞の外部幕にあるタンパク質は糖分子を落としてあまりべたべたになるが、これはおそらくたんぱく質がお互いにもっと近くに集まるからだ。 特定のタンパク質に結合した党を探知するため、MRIを調節すれば、正常細胞と腫瘍細胞の差を分かることができるようになる"と話す。
既存の研究は糖タンパク質ムチン-1(mucin-1)がグヮバルヒョンされて大腸、卵巣、乳房がんのような上皮起源のほとんどの悪性仙岩で党が落ちていくことを発見した。 さらに、ムチン-1の非正常的な発現は、米国の場合、毎年腫瘍の診断を受ける14シプマン人の中で65%で発見される現象だ。
Bulte博士チームは染料を使用せず、ブドウ糖とその周辺の水分子の間の独特な相互作用を感知できるよう、MRI技術を微細調整して腫瘍の成長を標識しかねないという長所を利用することを望んだ。 研究チームはムチンたんぱく質を利用して党がいる時とない時のMRI信号がどのように変化するのかを観察した。 研究チームは同じ技術を利用、試験管条件で4つの異なった種類の癌細胞を分析しており、正常細胞と比較した時にムチンのグリコ実話がはるかに減ったことを感知することができたと報告した。
今回の研究の最初の著者であるXiaolei Song博士は"体の中にある分子を探知できるというメリットは暫定的に腫瘍全体をイメージ化できるということだ。 これはしばしば注入された染料をもってしては不可能なことだ。 なぜなら染料は腫瘍の一部にのみ到達するためだ。 また、染料は価格が高い"と付け加えた。 ジョンズ・ホプキンス大学チームは、次の段階の研究は生きているネズミを対象に多様な種類の癌に発展可能な腫瘍を区別して出すことができるのか、調査することと述べる。 たとえBulte博士は現在、発見したことを最適化しなければならないが、臨床的に人のがんを診断するための価値のある技術になる前により多くの試験を経なければならないと慎重な態度を示した。
頭脳を模倣したスマートフォンの顔認識
スマートフォンの顔認識のセキュリティシステムは使用者たちが彼ら自分に対する平均的な写真を保存するようになったらかなり向上されるのだ。 なぜなら、ヨーク大学(University of York)の科学者たちが現在実行している新しい研究によってセキュリティが強化されかねないからだ。
ヨーク大学心理学科のFaceVar研究所のDavid Robertson博士が率いる研究チームは使用者の多様な写真を結合することが一つの映像を使用するよりもすべての種類の日常的な生活を通じてもっといい認識を作り出すことができるということを発見するようになった。 研究チームはこの研究結果をPLOS ONEジャーナルに発表するようになった。
この研究チームは、三星ギャラクシー携帯電話で顔のロック解除(face unlock)システムの性能を調査した。 彼らはこのシステムが一般的に詐欺師たちが利用できないようにするのにいいが、しばしば実際の所有者たちを認識しているが、失敗することが発生するということを発見した。 したがって、性能はかなり向上できるが、使用者たちが彼ら自分に対する写真の平均的なものを保存するようになったら完璧な水準になることができるだろう。 つまり、使用者たちが保有している複数の他の写真を一緒に変化させることで、作り出すことができる写真のことを言う。
この技術を向けたアイデアは人間の顔認識に対する研究から出発することになった。 頭脳はすでに認知している顔に対する抽象的な表現を形成することになり、人々は様々な条件の中で、家族と友達を認識することに慣れているということを知っている。 もしこれらの表現をコピーすることが可能であれば、、このような自動的な顔認識技術は向上することができる。 つまり、平均的な映像がこれを可能にしてくれる簡単な方法である。
Robertson博士は'私たちが三星のギャラクシー携帯電話を研究するように選択した。 なぜならこれは、顔認識技術が作動するように適合化された最も人気のある携帯だからだ。 しかし、私たちはこの技術が様々な種類の携帯電話といろいろな自動化された認識機器で作動しなければならないものと予想している。 頭脳によって実行される簡単な方法をコピーすることで性能が非常に向上されことができるということは非常に興味深い点'と話した。
ヨーク大学心理学科のFaceVar研究所のDavid Robertson博士が率いる研究チームは使用者の多様な写真を結合することが一つの映像を使用するよりもすべての種類の日常的な生活を通じてもっといい認識を作り出すことができるということを発見するようになった。 研究チームはこの研究結果をPLOS ONEジャーナルに発表するようになった。
この研究チームは、三星ギャラクシー携帯電話で顔のロック解除(face unlock)システムの性能を調査した。 彼らはこのシステムが一般的に詐欺師たちが利用できないようにするのにいいが、しばしば実際の所有者たちを認識しているが、失敗することが発生するということを発見した。 したがって、性能はかなり向上できるが、使用者たちが彼ら自分に対する写真の平均的なものを保存するようになったら完璧な水準になることができるだろう。 つまり、使用者たちが保有している複数の他の写真を一緒に変化させることで、作り出すことができる写真のことを言う。
この技術を向けたアイデアは人間の顔認識に対する研究から出発することになった。 頭脳はすでに認知している顔に対する抽象的な表現を形成することになり、人々は様々な条件の中で、家族と友達を認識することに慣れているということを知っている。 もしこれらの表現をコピーすることが可能であれば、、このような自動的な顔認識技術は向上することができる。 つまり、平均的な映像がこれを可能にしてくれる簡単な方法である。
Robertson博士は'私たちが三星のギャラクシー携帯電話を研究するように選択した。 なぜならこれは、顔認識技術が作動するように適合化された最も人気のある携帯だからだ。 しかし、私たちはこの技術が様々な種類の携帯電話といろいろな自動化された認識機器で作動しなければならないものと予想している。 頭脳によって実行される簡単な方法をコピーすることで性能が非常に向上されことができるということは非常に興味深い点'と話した。
2015/04/05
細胞と臓器内の疾病を感知するマイクロ町ラマンイメージング
生きている細胞のイメージを撮影できる振動分光器イメージング技術が癌と他の病気の初期検知のための先端医療診断機構となる可能性があるだろう。
高速分光器イメージングは、生きている細胞内部で、急速に変化する新陳代謝過程を観察して、全体の臓器をスキャンすることができ、組織の大きな部分をイメージすることができる。
パーデュー大学バイオ医療工学科化学科教授のチェン博士は、例えば、腫瘍を診断するため、食道や膀胱のイメージを得ることができる、もしピクセルダンミリ秒を得た場合、以後イメージを得るために10分がかかるだろう。 これは細胞内でどんなことが起きたのか見るにあまりにも遅すぎる。 現在、研究員たちは2秒以内に完璧なスキャンができると伝えた。
この技術は分光学的な青写真にレーザーを利用して分子の振動スペクトルを測定して特定の分子を確認して追跡できるマイクロ町速度振動分光学イメージングを遂行するため、誘導ラマン散乱を利用する新しい技術を見せている。 この発見はLight:Science&Applicationで見ることができる。
高速分光器イメージングは、生きている細胞内部で、急速に変化する新陳代謝過程を観察して、全体の臓器をスキャンすることができ、組織の大きな部分をイメージすることができる。
パーデュー大学バイオ医療工学科化学科教授のチェン博士は、例えば、腫瘍を診断するため、食道や膀胱のイメージを得ることができる、もしピクセルダンミリ秒を得た場合、以後イメージを得るために10分がかかるだろう。 これは細胞内でどんなことが起きたのか見るにあまりにも遅すぎる。 現在、研究員たちは2秒以内に完璧なスキャンができると伝えた。
この技術は分光学的な青写真にレーザーを利用して分子の振動スペクトルを測定して特定の分子を確認して追跡できるマイクロ町速度振動分光学イメージングを遂行するため、誘導ラマン散乱を利用する新しい技術を見せている。 この発見はLight:Science&Applicationで見ることができる。
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