.Bug eyes and bat sonar: Bioengineers turn to animal kingdom for creation of bionic super 3D cameras
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.Bug eyes and bat sonar: Bioengineers turn to animal kingdom for creation of bionic super 3D cameras
벌레 눈과 박쥐 소나: 생물공학자들은 생체공학 슈퍼 3D 카메라를 만들기 위해 동물의 왕국으로 눈을 돌립니다
캘리포니아 대학교 로스앤젤레스 문자 "X."에 대해 다른 관점에서 렌더링된 재구성된 3D 이미지. 출처: 지능형 광학 연구소, Liang Gao/UCLA AUGUST 12, 2022
-한 쌍의 UCLA 생명공학자와 전 박사후 연구원은 파리의 다시점 시야와 박쥐의 자연스러운 소나 감지를 모방할 수 있는 새로운 종류의 생체 공학 3D 카메라 시스템을 개발하여 맹점도 스캔할 수 있는 놀라운 깊이 범위의 다차원 이미징을 개발했습니다.
-컴퓨터 이미지 처리로 구동되는 카메라는 모서리 주위나 다른 항목 뒤에 숨겨진 물체의 크기와 모양을 해독할 수 있습니다. 이 기술은 오늘날 첨단 기술로 간주되는 것 이상의 감지 기능을 갖춘 자율 차량 또는 의료 영상 도구에 통합될 수 있습니다. 이 연구는 Nature Communications 에 게재되었습니다 .
-어둠 속에서 박쥐는 반향 측위 또는 음파 탐지기를 사용하여 주변 환경의 생생한 그림을 시각화할 수 있습니다. 그들의 고주파수 비명 소리는 주변 환경에 반사되어 귀에 다시 들리게 됩니다. 메아리가 야행성 동물에 도달하는 데 걸리는 시간의 미세한 차이와 소리의 강도는 실시간으로 사물이 어디에 있고 방해가 되며 잠재적인 먹이가 얼마나 가까이 있는지 알려줍니다. 많은 곤충은 기하학적 모양의 겹눈을 가지고 있는데, 각 "눈"은 시력을 위한 수백에서 수만 개의 개별 단위로 구성되어 여러 시선에서 동일한 것을 볼 수 있습니다. 예를 들어, 파리의 구불구불한 겹눈은 초점 길이가 고정되어 있어도 거의 360도 시야를 제공하므로 파리채가 높이 떠 있는 것과 같이 멀리 있는 것을 보기 어렵습니다.
파리와 박쥐에서 발견되는 이 두 가지 자연 현상에서 영감을 받아 UCLA가 이끄는 팀 은 이러한 장점을 활용하면서도 자연의 단점을 해결하는 고급 기능을 갖춘 고성능 3D 카메라 시스템 을 설계하기 시작했습니다. Compact Light-field Photography 또는 CLIP을 사용한 폐색을 통한 3D 이미징. 출처: 지능형 광학 연구소, Liang Gao/UCLA UCLA 사무엘리 공과대학의 생명공학 부교수인 연구 리더인 Liang Gao는 "아이디어 자체가 시도되었지만 다양한 거리와 폐색 주변을 보는 것이 큰 장애물이었습니다."라고 말했습니다.
"이 문제를 해결하기 위해 우리는 처음으로 간단한 광학 장치와 작은 센서 어레이로 넓고 깊은 파노라마 뷰를 얻을 수 있는 새로운 컴퓨터 이미징 프레임워크를 개발했습니다." "Compact Light-field Photography" 또는 CLIP라고 하는 이 프레임워크를 사용하면 카메라 시스템이 확장된 깊이 범위와 물체 주변을 "볼" 수 있습니다. 실험에서 연구원들은 그들의 시스템이 기존의 3D 카메라로 감지되지 않는 숨겨진 물체를 "볼" 수 있음을 보여주었습니다. 연구원들은 또한 레이저가 주변을 스캔하여 해당 지역의 3D 지도를 생성하는 일종의 LiDAR 또는 "Light Detection And Ranging"을 사용합니다.
CLIP이 없는 기존의 LiDAR는 장면의 고해상도 스냅샷을 찍지만 인간의 눈 처럼 숨겨진 물체를 놓치게 됩니다. CLIP과 함께 7대의 LiDAR 카메라를 사용하여 어레이는 장면의 저해상도 이미지를 취하고 개별 카메라가 보는 것을 처리한 다음 결합된 장면을 고해상도 3D 이미징으로 재구성합니다. 연구원들은 카메라 시스템이 서로 다른 거리에 있는 여러 물체로 복잡한 3D 장면을 이미지화할 수 있음을 보여주었습니다. "한 쪽 눈을 가리고 노트북 컴퓨터 를 보고 있는데 그 뒤에 커피잔이 살짝 숨겨져 있으면 노트북이 시야를 가리기 때문에 보이지 않을 수도 있습니다."라고 가오는 설명했습니다.
캘리포니아 나노시스템 연구소. "하지만 두 눈을 모두 사용하면 물체를 더 잘 볼 수 있다는 것을 알 수 있습니다. 여기에서 일어나는 일과 비슷하지만 이제 벌레의 겹눈으로 머그잔을 보는 것을 상상해보십시오. 이제 여러 보기가 가능합니다. " Gao에 따르면 CLIP은 카메라 어레이가 유사한 방식으로 숨겨진 것을 이해하는 데 도움이 됩니다. LiDAR와 결합된 이 시스템은 박쥐 반향정위 효과를 얻을 수 있으므로 빛이 카메라 로 반사되는 데 걸리는 시간으로 숨겨진 물체를 감지할 수 있습니다 . 출판된 연구의 공동 주 저자는 Gao의 Intelligent Optics Laboratory의 구성원인 UCLA 생물공학 대학원생 Yayao Ma와 Gao의 연구실에서 근무하고 현재는 Research Center의 연구원인 전 UCLA Samueli 박사후 연구원인 Xiaohua Feng입니다. 중국 항저우에 있는 저장 연구소의 휴머노이드 센싱.
추가 탐색 고해상도로 숨겨진 물체를 '발견'하는 새로운 연구 추가 정보: Xiaohua Feng et al, 다재다능한 3차원 비전을 향한 컴팩트 라이트 필드 사진, Nature Communications (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-31087-9 저널 정보: 네이처 커뮤니케이션즈 캘리포니아 대학교 로스앤젤레스 제공
https://phys.org/news/2022-08-bug-eyes-sonar-bioengineers-animal.html
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메모 2208130730 나의 사고실험 oms 스토리텔링
동식물과의 통신을 예상했다. 광범위한 생물학적 언어와 감각적 통신들이 밀림 속에서 성행하건만 인간은 여전히 전자기 기술만 의존하였다. 그러나 이제는 벌레 눈과 박쥐 소나: 생물공학자들은 생체공학 슈퍼 3D 카메라를 만들기 위해 동물의 왕국으로 눈을 돌리기 시작했다.
샘플a.oms 플랫폼을 이용하면 수많은 생물학적 네트워크가 광범위하고 세밀히 활성화 될 수 있다. 그 이유는 전체적으로 oms=on 상태를 만들기 때문이다.
Sample a.oms (standard)
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- A pair of UCLA bioengineers and former postdoctoral researchers have developed a new class of bionic 3D camera system that can mimic the multi-viewpoint field of view of a fly and the natural sonar sensing of a bat, multi-dimensionally with incredible depth range to scan blind spots. Developed imaging.
- A camera powered by computer image processing can decipher the size and shape of objects hidden around corners or behind other items. This technology could be integrated into autonomous vehicles or medical imaging tools with sensing capabilities beyond what is considered advanced technology today. This study was published in Nature Communications.
- In the dark, bats can use echolocation or sonar to visualize a vivid picture of their surroundings. Their high-frequency screams are reflected back to their ears by their surroundings. The subtle differences in the time it takes for echoes to reach the nocturnal animal and the intensity of the sound tells you in real time where objects are, how close they are in the way, and how close potential prey is. Many insects have geometrically shaped compound eyes, where each "eye" is made up of hundreds to tens of thousands of individual units for sight, allowing multiple gazes to see the same thing. A fly's tortuous compound eyes, for example, provide a nearly 360-degree field of view even when the focal length is fixed, making it difficult to see from a distance, such as a fly flapper floating high.
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memo 2208130730 my thought experiment oms storytelling
Communication with plants and animals was expected. Although widespread biological language and sensory communication flourished in the jungle, humans still depended solely on electromagnetic technology. But now Bug-Eyes and Bat Sonar: Bioengineers are starting to turn to the animal kingdom to create bionic super 3D cameras.
Using the sample a.oms platform, numerous biological networks can be broadly and precisely activated. The reason is that it creates an oms=on state as a whole.
Sample a.oms (standard)
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.When light is the switch: Nanometric photodiodes to study the activity of neurons
빛이 스위치일 때: 뉴런의 활동을 연구하기 위한 나노미터 광다이오드
SISSA(International School of Advanced Studies) 제공 크레딧: 공개 도메인 AUGUST 12, 2022
새로운 접근 방식으로 SISSA의 새로운 연구는 가벼운 충동으로 개별 신경 세포를 활성화할 수 있는 기술을 사용합니다. 이 표적화된 비침습적 접근법은 신경계에 대한 기초 연구와 신경계 질환에 대한 혁신적인 치료법 개발에 사용될 수 있습니다. 실시간으로 단일 뉴런의 활동을 조절하는 빛의 충격: 이것이 Science Advances 에 발표된 새로운 연구 연구의 주제인 혁신적인 나노미터 광다이오드가 작동하는 방식 입니다. 이 기술은 트리에스테에 있는 SISSA의 Laura Ballerini 교수 팀이 시카고 대학교와 케임브리지 대학교와 공동으로 개발했습니다.
-적외선으로 활성화되면 나노미터 규모의 포토다이오드가 연결된 신경 세포에 전기적 메시지를 보내 기능을 조절합니다. 자극의 효과는 시냅스 접촉 덕분에 주변 뉴런 네트워크로 확장 및 증폭될 수 있습니다. 실제 전극처럼 작동하지만 비침습적이고 선택적인 접근 방식을 사용하는 이러한 나노 기술은 신경계 의 메커니즘을 심층적으로 조사하고 신경 질환에 대한 표적 치료법을 개발하는 기초 연구에 매우 유용할 수 있습니다. 나노미터 포토다이오드: 작동 방식은 다음과 같습니다. "신경계의 기능을 조사하기 위해 이제 매우 정확하고 비공격적이어야 하는 기술에 큰 관심이 있습니다.
-우리의 전략은 정확히 이 방향으로 진행됩니다. 지금까지 탐구한 것과 달리 금속 전극 또는 광유전학적 조합 유전자 조작과 광학 기술이 사용되었기 때문에 우리는 새롭고 보다 구체적이며 덜 침습적인 접근 방식을 추구했습니다."라고 Ballerini 교수와 공동 연구원인 Denis Scaini와 Mario Fontanini가 말했습니다. 이 연구에서 SISSA 연구 그룹은 신경 세포의 표면 막에 결합할 수 있는 시카고 대학에서 개발한 혁신적인 나노미터 광다이오드를 사용했습니다.
"포토다이오드는 적외선 으로 조명될 때 빛을 발합니다 ."라고 과학자들은 설명합니다. "이러한 방식으로 그들은 신경 세포에 전기적으로 작용하여 활성화할 수 있습니다. 이것은 특정 신경 세포가 주어진 과정에서 어떤 역할을 하는지 알 수 있고 적외선이 조직을 투과할 수 있기 때문에 민첩하고 공격적이지 않은 방식으로 외부에서 활동합니다." 그러나 연구하려는 뉴런 에 광다이오드 를 어떻게 얻을 수 있습니까? 케임브리지 대학의 Ljiljana Fruk 그룹과 공동으로 개발한 독창적인 메커니즘 덕분에 "포토다이오드는 우리가 원하는 위치에 정확히 가져다가 연결하는 택배처럼 작동하는 항체에 결합됩니다. 이는 항체가 매우 특이적으로 인식하기 때문입니다. 우리가 알고 있는 구조는 표적 뉴런의 표면에 있습니다."
-엄청난 잠재력을 지닌 신기술 척수의 이식편에 대한 실험실에서 일하면서 SISSA 직원은 통증 경로와 관련된 감각 뉴런 연구에 집중했습니다. "우리는 우리의 방법이 개별 세포 를 선택적으로 자극할 수 있다는 것을 깨달았습니다.
기능적 역할, 예를 들어 흥분성 또는 억제성"이라고 연구자들은 설명합니다. "포토다이오드로 척추 후각의 흥분성 뉴런을 활성화하여 통증 신호의 증폭을 목격했습니다. 반대의 경우 억제성 뉴런에 작용함으로써 반대 효과가 얻어졌습니다. 통증 신호의 증폭이 꺼졌습니다. " 흥미롭게도 연구는 단 하나의 뉴런에 작용하는 것이 전체 영역의 활동에 영향을 미치는 훨씬 더 넓은 영향을 미칠 수 있음을 보여줍니다. "이것이 정확히 우리가 검증한 것입니다. 표적 뉴런을 자극함으로써 우리는 전체 회로의 반응을 조절할 수 있으며, 이것은 여러 가지 이유로 매우 흥미롭습니다."라고 연구원들은 말합니다.
"지금까지 시험관 내에서만 개발된 이 기술의 기능과 효율성 덕분에 우리는 신경 감각 회로를 매우 정교한 방식으로 정의할 수 있어 다양한 메커니즘에서 개별 신경 세포 가 수행하는 역할에 대한 매우 상세한 정보를 얻을 수 있습니다. 이러한 심층적인 지식은 결과적으로 척수 수준에서 보다 구체적인 치료 접근 방식을 설계할 수 있게 해 줄 것입니다."라고 Laura Ballerini는 결론지었습니다.
추가 탐색 초미세 우주선처럼: 뉴런 활동을 제어하는 그래핀 조각
추가 정보: Agnes Thalhammer et al, 나노 규모 광다이오드에 의한 분산 인터페이스는 3D 척추 이식에서 단일 뉴런 광 활성화 및 감각 향상을 가능하게 합니다, Science Advances (2022). DOI: 10.1126/sciadv.abp9257 . www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abp9257 저널 정보: 과학 발전 SISSA (International School of Advanced Studies) 제공
https://medicalxpress.com/news/2022-08-nanometric-photodiodes-neurons.html
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메모 2208130843 나의 사고실험 oms 스토리텔링
빛이 som=1 스위치 on.off 상태을 모델링할 때, 뉴런의 활동은 돕는 나노미터 광다이오드는 신경계의 기능을 조사하기 위해 이제 매우 정확하고 비공격적이어야 하는 기술이 가능해진다.
포토다이오드는 우리가 원하는 위치에 정확히 가져다가 연결하는 택배처럼 작동하는 항체에 결합된다. 이는 항체가 매우 특이적으로 인식하기 때문이다. 우리가 알고 있는 구조는 표적 뉴런의 표면에 있다. 이방법이 개별 세포 를 '선택적으로 자극할 수 있다'는 점이다.
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sample c.oss(standard)
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-When activated by infrared light, nanometer-scale photodiodes send electrical messages to the connected nerve cells to modulate their function. The effect of a stimulus can be extended and amplified into a network of surrounding neurons thanks to synaptic contacts. Acting like real electrodes, but using a non-invasive and selective approach, these nanotechnology could be very useful for basic research to investigate the mechanisms of the nervous system in depth and develop targeted therapies for neurological diseases. Nanometer Photodiode: Here's How It Works “There is great interest in techniques that now have to be very accurate and non-aggressive to investigate the functioning of the nervous system.
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memo 2208130843 my thought experiment oms storytelling
Nanometer photodiodes that help neurons work when light models the som=1 switch on.off state are now possible techniques that must be highly accurate and non-aggressive to investigate the functioning of the nervous system.
The photodiode is bound to an antibody that acts like a courier that takes it exactly where we want it and connects it. This is because the antibody recognizes it very specifically. The structures we know are on the surface of the target neuron. The advantage of this method is that it can 'selectively stimulate' individual cells.
Sample a.oms (standard)
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