1

Mecanismul de identificare a tendinţelor tehnologice emergente (R3.1)

Cuprins

1. Arhitectura mecanismului de identificare a tendințelor tehnologice emergente ................................................ 2

a) Extragerea știrilor ........................................................................................................................................... 2

b) Prefiltrarea ştirilor .......................................................................................................................................... 3

c) Evaluarea umană a știrilor preselectate ............................................................................................................ 3

d) Clusterizarea ştirilor şi vizualizarea intuitivă pe domenii. ................................................................................ 6

2. Livrabil: Modul de vizualizare a clusterelor de tendințe tehnologice .............................................................. 7

3. Livrabil: Raport evaluare pe clustere tehnologice de către experti: Brief-uri de tendinţe tehnologice

emergente ............................................................................................................................................................. 9

DOMENIUL AGROALIMENTAR .................................................................................................................... 9

DOMENIUL: SENZORI, ROBOTICĂ, OBIECTE INTELIGENTE.................................................................. 18

DOMENIUL: SOFTWARE ÎNCORPORAT, APLICAȚII MOBILE, JOCURI VIDEO ..................................... 33

DOMENIUL AUTOMOTIVE .......................................................................................................................... 41

DOMENIUL BIOTEHNOLOGII ...................................................................................................................... 49

2

Premisa în proiectul SIPOCA 27 este că de înţelegerea tehnologiilor emergente – tehnologii cu

potenţial de adoptare pe scară largă şi/sau impact major asupra unuia sau mai multor sectoare

economice – depinde capacitatea actorilor din ecosistemul de inovare de a-și construi strategii și

planuri pe termen lung. Identificarea din timp a tehnologiilor relevante contribuie la creşterea

competitivității actorilor amintiţi şi a capacității lor strategice.

1. Arhitectura mecanismului de identificare a tendințelor tehnologice emergente

a) Extragerea știrilor

Extragerea unui număr mare de ştiri preponderent tehnologice din peste 100 de platforme online

din întreaga lume. Activitatea presupune identificarea recurentă de platforme relevante şi

integrarea stirilor furnizate de acestea prin RSS feed într-o bază de date internă, pe un format

unitar. Procesul presupune și activități de eliminare duplicate și curățare texte.

Pe perioada proiectului, baza de date/biblioteca de știri a fost îmbogățită cu aproape 500. 000 de

articole.

Fig. 1 Captura interfața preluare știri prin RSSfeed, din domenii diverse: numele platformei, tag-

ul/eticheta care descrie specificul platformei, link-ul la RSSfeed

3

b) Prefiltrarea ştirilor

Prefiltrarea știrilor se realizează utilizând tehnologii de prelucrare automată a limbajului natural.

Ținând cont de volumul masiv de știri care sunt furnizate lunar, etapa de prefiltrare a știrilor este

esențială, pentru că permite eliminarea știrilor care nu prezintă noutăți în zona tehnologiilor

disruptive. Pentru prefiltrarea știrilor se utilizează soluţii open source customizate, care folosesc

următorii algoritmi de procesare a limbajului natural: Support Vector Machine (SVM), Stochastic

Gradient Descent (SGD), LRG, Tensorflow.

c) Evaluarea umană a știrilor preselectate

Se evaluează știrile preselctate folosind algoritmii menționați la punctul anterior pentru a identifica

pe cele asociate tehnologiilor emergente. Evaluarea se realizeză zilnic, utilizând un software

interactiv (Tagy), cu contribuția a 8 evaluatori umani.

Evaluatorii lucrează în perechi: Extractor și Checker; fiecare dintre aceștia evaluează textul știrii

individual, marcându-l ca semnal (adică textul este de interes, marchează un progres științific sau

un avans tehnologic) sau non-semnal (textul nu prezintă interes). Extractorul și Checker-ul

evaluază textele in blind (fără să cunoască evaluarea coechipierului); dacă evaluarea Checker-ului

diferă de cea a Extractorului, sistemul îi notifică – Checkerul argumentează motivele evaluării

sale, iar Extractorul ia decizia finală – de a păstra sau schimba evaluarea respectivei știri.

În capturile de mai jos e redată experiența de utilizare: ca administrator, ca evaluator știri (în

capacitatea de Extractor sau Checker)

Fig. 2 Interfața de administrare TAGy

4

Fig. 3 Experiența de utilizator – Extractor. Lista știrilor primite în evaluare

Fig. 4 Experiența de utilizator – Extractor. Statusul per știre

5

Fig. 5 Experiența de utilizator – Extractor. Interfața de evaluare a unei știri

Fig. 6 Experiența de utilizator – Checker. Statusul per flux de știri

Fig. 7 Experiența de utilizator – Checker. Statusul per știre

6

Rezultatul evaluării umane a știrior se constituie ca sursă de învățare pentru algoritmii de prefiltrare

descriși mai sus. Astfel, bucla de feedback este continuă între algoritmii de prelucrare a limbajului

natural și efortul de validare umană, îmbunătățindu-se și corectându-se reciproc.

d) Clusterizarea ştirilor şi vizualizarea intuitivă pe domenii.

Pentru clusterizare se utilizează un software de prelucrare automată a limbajului (Semantria), iar

pentru vizualizări intuitive se folosește software-ul Tableau.

Fig 8. Extras din biblioteca de știri

Rularea Semantria permite crearea unor meta-date pentru fiecare text (la click pe butonul verde de

la capătul rândului):

- Sumar

- Limba (engleză)

- Analiză sentiment

- Categorii și subcategorii Wikipedia

- Detalii despre entități (organizații, branduri, persoane etc)

Fig. 9 Extras din biblioteca de știri – evaluare cu Semantria a știrii: Scientists May Have Just

Created the Most Absorbent Solar Cell Ever

7

2. Livrabil: Modul de vizualizare a clusterelor de tendințe tehnologice

Prelucrând suplimentar încadrările propuse de Semantria, detaliate ai sus, s-a realizat un modul de

vizualizări intuitive ale tendințelor tehnologice:

a) pe domenii și subdomenii Wikipedia

https://public.tableau.com/profile/paul.plescan#!/vizhome/semnale_sematria_category_wiki/wiki

category

b) pe entități (actorii – de cercetare, de business, s.a implicati in dezvoltarea respectivei

inovații tehnologice)

https://public.tableau.com/profile/paul.plescan#!/vizhome/semnale_semantria_entities_wiki/entit

ies

8

Capturi din modulul de vizualizare:

Fig 10 – Vizualizare clustere – pe domenii si subdomenii Wikipedia – de tendințe tehnologice

Fig. 11 Vizualizare entitați implicate în dezvoltarea inovațiilor tehnologice

9

3. Livrabil: Raport evaluare pe clustere tehnologice de către experti: Brief-uri de tendinţe

tehnologice emergente

Aceste brief-uri de tendințe tehnologice sunt rezultatul evaluării interne a clusterelor de tendințe

tehnologice prezentate mai sus. Evaluarea a vizat următoarele criterii:

- relevanța tendințelor din aceste clustere pentru domeniile de interes din SIPOCA 27 (cele

identificate ca având potential de specializare inteligentă în analizele regionale). Domeniile vizate

sunt: Agroalimentar, Biotehnologii, Automotive, ICT: software încorporat, aplicații mobile, jocuri

video, Senzori, robotica, obiecte inteligente.

- gradul de maturitate – intenția a fost de a capta tendințe cu grade diferite de maturitate, de la

prototipuri la aplicații/produse aproape de/ajunse pe piața, predominând cele din urmă.

Brief-urile au fost elaborate sub forma unor carduri care redau succint subiecte relevante în

domeniile cu potențial de specializare inteligentă, și au fost utilizate în dialogurile de descoperire

antreprenorială, adică cele 8 workshop-uri de descoperire antreprenorială desfășurate în proiect.

Cardurile se regăsesc în rapoartele de workshop de descoperire antreprenorială, disponibile pe

pagina instituționale a proiectului.

În 2019, aceste carduri/brief-uri de tendințe tehnologice au fost valorificate și în workshop-urile

nationale de elaborare a foilor de parcurs asociate specializărilor inteligente, ca input pentru

exercițiul de elaborare a aspirațiilor naționale referitoare la posibile nișe de specializare inteligentă.

Rapoartele workshop-urilor naționale sunt disponibile pe pagina instituțională a proiectului.

De asemenea, setul integral de carduri (format print text și imagini) este atasat în anexa 1.

Mai jos sunt dispuse aceste brief-uri, format text, utilizate în workshop-urile desfășurate în

SIPOCA 27:

DOMENIUL AGROALIMENTAR

1. ANALIZA PARAMETRI CARNE

● Tehnologia Dual-Energy X-Ray Absorptiometry (DEXA) permite scanarea carcaselor

animalelor pentru o analiză obiectivă a ponderii cărnii macre, oaselor, grăsimii. Sistemul crește

credibilitatea sistemului de rating al animalelor folosit în tranzacțiile dintre producătorii și

procesatorii de carne.

● GEA OxyCheck este un sistem de măsurare a oxigenului rezidual din ambalajele (inclusive

de carne) tratate în atmosferă modificată - acest proces presupune injectarea de dioxid de carbon

10

și nitrogen în ambalaj, înainte de vidare, pentru a prelungi viața la raft, ramânând însă un procent

mic de oxigen. GEA OxyCheck permite monitorizarea rapidă, non-invazivă a 100% din produse.

2. MONITORIZAREA ANIMALELOR

● Un accesoriu pentru bovine folosește senzori de mișcare pentru a monitoriza

comportamentul și temperatura animalelor; datele îi ajută pe fermieri să identifice perioadele

optime pentru inseminare, să detecteze posibile boli. [Pakistan]

● Un sistem de geolocalizare prin satelit a animalelor permite monitorizarea în permanență

a dispoziției cirezilor; acesta utilizează coliere atașate la gâtul animalelor, integrate cu o interfață

de computer/telefon care face datele disponibile pentru fermieri în timp real. [Țara Bascilor]

● SafeGuard este un dispozitiv care reduce accidentele din primele zile de viață ale purceilor,

când există un risc crescut de a fi sufocați/striviți de scroafă. Dispozitivul monitorizează lungimile

de undă și frecvențele sunetelor emise de purcei. La detectarea sunetelor de stress/panică, se emit

vibrații într-o burtieră atașată de scroafă – pentru ca această să se ridice/să își schimbe poziția.

[SUA]

● S-a inventat un „tatuaj inteligent” realizat din cerneală bio-reactivă, sensibilă la anumiți

parametri referitori la chimia din organismul animalului. În cazul cărnii roșii, starea de stress (nivel

scăzut de glicogen) influențează semnificativ calitatea (și prețul) cărnii.

3. VALORIFICAREA DEȘEURILOR ALIMENTARE

echipă de cercetători suedez-germană a clarificat un proces-cheie pentru producția

artificială de mătase. Nanofibrilele de mătase au fost formate dintr-o proteină din zerul

laptelui de vacă, sub influența căldurii și a acidului.

Harvester este o mașină care, în 6 până la 24 de ore, transformă materia alimentară într-un

lichid cu conținut ridicat de nutrienți care poate fi transformat în îngrășământ organic -

WISEganic. [SUA]

Prin expunerea la unde ultrasonice, cojile de ouă mărunțite sunt fragmentate în

nanoparticule, care apoi sunt amestecate cu un material bioplastic special. Acesta e cu

700% mai flexibil decât alte amestecuri bioplastice, făcându-l ideal pentru utilizarea în

producția de ambalaje. [SUA]

4. VALORIFICAREA DEȘEURILOR AGRICOLE

• O cale biosintetică a fost creată pentru a transforma în mod mai eficient și economic

deșeurile agricole, precum cojile de porumb, într-o varietate de produse utile, de la spandex la

11

hrana pentru pui. Procesul folosește biomasa lignocelulozică pentru a produce butandiol (BDO),

care este utilizat pentru fabricarea spandexului, utilizat în îmbrăcăminte și mobilier de casă. [SUA]

• Resturile de mere din producția de sucuri pot fi folosite în producția de materiale

biocompatibile, ce pot fi utilizate ca matrici 3D pentru regenerarea țesuturilor osoase și a

cartilajelor. Procedura se bazează pe extracții secvențiale ale antioxidanților sau pectinei, pentru a

obține biomaterialul cu porozitatea și textura potrivită.

5. PROCESAREA ROBOTIZATĂ A CĂRNII

● Roboţii pentru dezosarea automata a păsărilor au o productivitate de 10 ori mai mare decât

a oamenilor (1500 vs 150 pui/oră) şi reduc considerabil pierderile/risipa. [compania RobotWorx,

OHIO]

● Sistemul electronic inteligent de porţionare Falcon permite porţionarea foarte precisă a

cărnii, ţinând cont de forma, densitatea cărnii, densitatea oaselor, pentru a obţine bucăţi de cantităţi

exacte. [Germania]

● “Fabrica de procesare într-o cutie” (2.5 X 12 m) este o unitate mobilă de sacrificare a

animalelor şi procesare a cărnii; aceasta reprezintă o soluție economică pentru fermele mai mici.

[SUA]

6. PROCESAREA PRODUSELOR LACTATE

● Un nou proces simplificat care presupune expunerea laptelui, imediat după pasteurizare, la

temperaturi scăzute și variații de presiune, a fost testat cu succes; acesta ar putea extinde termenul

de valabilitate cu câteva săptămâni. [Purdue University, UK]

● Studii recente sugerează oportunitatea și viabilitatea folosirii unui nou tip de oțel

inoxidabil, numit Thermolon, în procesul de pasteurizare a laptelui, cu scopul reducerii

reziduurilor. [SUA]

● În contextul creșterii numărului de persoane, în special femei, care suferă de osteoporoză,

un studiu recent demonstrează ca procesul de fortificare a laptelui folosind nanoparticule de calciu

duce la îmbunătățirea absorbției nutrienților. [Universitatea din Malaezia]

7. PURIFICAREA APEI

● În cadrul unui proiect European - iMETland - s-a dezvoltat un procedeu natural de

purificare a apelor reziduale folosind bacterii electroactive. Acestea penetrează sedimentele

folosindu-și proprietățile electrochimice pentru a supraviețui în lipsa oxigenului. [Spania]

● Un nou sistem solar de purificarea a apelor reziduale are la bază activarea oxigenului din

apă în vederea incinerării bacteriilor și poluanților periculoși. Procesul este rapid iar costurile de

operare foarte reduse. [India]

12

8. ADITIVI ALIMENTARI

● Start-up-ul FoPo produce pudră alimentară din fructe și legume expirate, reținand între 30

% – 80 % din valoarea nutrițională a acestora. Pudra are o viață la raft de până la 2 ani. [Suedia]

● Prin hidroliză enzimatică se produc emulsificatori naturali de calitate și alți aditivi

alimentari, folosind reziduurile rezultate în urma producției de ulei de măsline. Acest proces reduce

folosirea aditivilor artificiali în industria alimentară. [Spania]

● Folosind antocianina, un extract natural din pigmentul plantelor, s-a creat un nou tip de

pâine. Antocianina ajută la controlul nivelului de glucoză din sânge, prin inhibarea enzimelor

digestive. [Singapore]

● Salt of the Earth a lansat un ingredient natural (sare de mare, concentrat de roșii, ciuperci,

extract de alge) care reduce nivelul de sodiu cu până la 30% în produsele din carne. [Israel]

9. VALORIFICAREA GUNOIULUI DE GRAJD

● Start-up-ul PrairieChar a dezvoltat o tehnologie care descopune gunoiul de grajd în

materiale sterile – fertilizatorul PrairieFood și PrairieFire, un combustibil solid care rivalizeaza

cărbunele bituminos, folosit în centrale energetice și operațiuni industriale. (SUA)

● Compania BHSL a patentat o tehnologie care convertește gunoiul de grajd rezultat din

creșterea găinilor în energie, utilizată ulterior în încălzirea bateriilor pentru creșterea păsărilor sau

vândută în grid-ul de energie (Marea Britanie).

10. CONSERVAREA CĂRNII

● Compania FoodCap a dezvoltat o tehnologie de manevrare și transport a cărnii înghețate:

o capsulă reutilizabilă care izolează perfect, protejând carnea de oxigen, prevenind deterioarea și

apariția culturilor microbiale, Sistemul permite reduceri massive de costuri prin eliminarea

ambalajelor individuale. (Noua Zeelandă)

● Top 20 companii din Australia (cel mai mare exportator de carne de vită) folosesc un sistem

de congelare constituit din zeci de rânduri de tăvi de mari dimensiuni, dispuse orizontal, printre

care circula amoniac lichid, care răcește rapid pachetele de carne (prin conducție termică, de la

produs la evaporator). Sistemul înlocuiește răcirea bazată pe ventilație, cu avantaje legate de

calitatea cărnii, eficiență energetică.

13

11. AGRICULTURĂ URBANĂ

Herbert e o grădină verticală hidroponică ce promite cultivarea alimentelor proaspete

ecologice în casa. Aceasta funcționează prin plasarea semințelor în bureți biodegradabili, cu

îngrășăminte biominerale și apă. Ajută la creșterea fructelor și a legumelor pe tot parcursul anului,

fără a fi nevoie de erbicide sau pesticide, necesită 90% mai puțină apă, dar produce 40% mai multă

recoltă.

Space10, laboratorul de inovare al Ikea, a proiectat un tip de mobilier “viu” care

funcționează ca o grădină sferică, în care se cultivă plante și legume. Pentru construcția sa e nevoie

doar de 17 bucăți de placaj, un ciocan din cauciuc, 500 de șuruburi din oțel inoxidabil și o

frezmașină.

Grădinile verticale aeroponice folosesc 90% mai puțin teren și 90% mai puțină apă.

Tehnologia permite cultivatorului să controleze calitatea și siguranța apei, și să elimine folosirea

oricăror erbicide și pesticide dăunătoare. Produsele pot fi recoltate în jumătate din timpul necesar

în agricultura ecologică tradițională.

12. EDITAREA GENETICĂ

● Tehnologia de mapare genetică are potențial uriaș de a îmbunătăți productivitatea și

rentabilitatea întreprinderilor de carne de vită, prin decizii de reproducere mai bine informate:

Valorile Genomice Estimate de Reproducere (VGER) utilizează tehnologia ADN pentru a

identifica genetica superioară pentru trăsăturile carcasei. [Țara Galilor]

● Editarea genetică reprezintă modificarea intenționată a ADN-ului pentru a crea un

organism cu trăsături specifice: Instrumentul de editare genetică CRISPR / Cas9

funcţionează ca un fel de foarfeci la nivel molecular, este capabil să îndepărteze, selectiv, părţile

nedorite dintr-un genom vegetal sau animal.

13. AGRICULTURA DE PRECIZIE

● Roboții sunt o alternativă la pesticidele toxice: Robotul de buruieni utilizează algoritmi de

diferențiere a imaginilor pentru a detecta buruienile dintr-un câmp și a le elimina, injectându-le cu

îngrășământ în exces, fără a afecta plantele din jur. Momentan, robotul e antrenat pentru culturile

de salată. [SUA]

● Un tractor autonom folosește un sistem pilot automat, folosit și pentru drone. Sistemul e

bazat pe tehnologia GPS pentru a se deplasa pe o rută prestabilită, determinată de puncte de

parcurs. [UK].

● Sistemele folosite în agricultura de precizie se bazează pe date masive (big data) colectate

prin capturile de imagini de la distanță și prin satelit. Împreună cu hărțile create prin sistemele de

14

informații geografice (GIS), aceste date informează cu privire la caracteristicile solului, pentru a

gestiona substanțele nutritive în timp real și a diagnostica factorii care amenință calitatea

recoltelor.

14. MANAGEMENTUL CONSUMULUI DE APĂ AL PLANTELOR

● A fost fabricat un senzor-tatuaj pe bază de oxid de grafen, care poate fi ataşat pe plante.

Acesta ar putea informa fermierii referitor la consumul de apă al plantei: prezența vaporilor de apă

modifică conductivitatea materialului și poate fi cuantificată pentru a măsura cu precizie

transpirația (eliberarea vaporilor de apă) dintr-o frunză. Aplicaţii ulterioare ar putea consta în

testarea culturilor pentru boli sau pesticide.Costul senzorului este de doar câţiva cenţi.

● A fost inventată o procedură care face plantele capabile să conserve apa, astfel rezistând

mai bine perioadelor secetoase. Procedura presupune creşterea nivelului de proteină fotosintetică

(PsbS), “păcălind” astfel planta să îşi închidă parţial stomata, adică porii frunzelor care dau voie

apei să se evapore. Procedura creşte eficienţa utilizării apei cu 25% şi creşte productivitatea cu

până la 20%.

● Tehnica “deficitului controlat de apă” consta în reducerea cantităţii de apă în faza de

cultivare cea mai rezistentă şi creşterea ei în etapa cea mai sensibilă la stres. Prin reducerea

consumului de apă cu aproape 50% pentru o cultură de roşii cherry, produsul nu doar că îşi

păstrează calitatea din punct de vedere comercial şi nutriţional, îşi şi îmbogăţeşte nivelul de

caroten, un compus foarte versatil, valoros în industria agro alimentară, cosmetică şamd.

15. FIBRĂ DE CARBON PE BAZĂ DE PLANTE

● Un nou proces de producere a acrilonitrilului, folosit în fabricarea fibrei de carbon,

utilizează reziduuri vegetale precum tulpini de porumb și paie de grâu. Aceste materiale sunt

descompuse în zaharuri, apoi transformate într-un acid și combinate cu un catalizator ieftin pentru

a produce acrilonitril. Procesul nu generează exces de căldură și produse secundare toxice, spre

deosebire de procedeele curente. În prezent, acrilonitrilul se produce din ulei, amoniac, oxigen și

un catalizator scump. Deoarece acrilonitrilul este fabricat din petrol, costul fibrei de carbon tinde

să crească și să scadă cu prețul petrolului.

16. AMBALAJE ACTIVE

● Ambalajele din pelicule polimerice cu nanotuburi de haloisit servesc drept "nanocapsule"

pentru uleiurile esențiale. S-a reuşit încapsularea a diferiți compuși activi, cum ar fi carvacrolul,

ingredientul activ al uleiului esențial de oregano. Nanocapsulele rezultate pot fi integrate cu

polimeri diferiți pentru a produce filme de plastic cu activitate antimicrobiană prelungită.

15

● Sanocoat este o soluție inovatoare de ambalare antimicrobiană, care împiedică dezvoltarea

germenilor, inhibă mucegaiul (Candida albicans) și mirosurile și crește durata de viață și

prospețimea produselor.

● Filmele compozite din nanofibrile de celuloză, cu un conținut ridicat de adsorbanți

nanoporoși de zeolit, ar putea fi utilizate în transportul și depozitarea fructelor și legumelor cu

mirosuri puternice, cum ar fi ceapa sau fructele Durian.

17. AMBALAJE INTELIGENTE

● MaXQ asignează coduri unice de identificare, tipăribile pe fiecare ambalaj. Codul asigură

trasabilitatea si transparenţa produselor: atunci când sunt identificate probleme legate de un

produs, compania poate scana codul pentru a determina punctul critic (de ex. referitor la condiţiile

de transport) și identifica cu exactitate lotul cu produse problematice, pentru a le retrage.

Consumatorii pot scana codul utilizând un smartphone şi consulta valorile nutriţionale ale

produsului, ingredientele, alergenii, certificările, informaţii despre brand şamd.

● OpenSense este o etichetă de tip senzor Near Field Communication (NFC). Eticheta este

utilizabilă pe sticle, pentru a autentifica conținutul acestora sau pentru a indica modificarea

conţinutului/desigilarea. De asemenea, un senzor de temperatură e tipărit pe eticheta inteligentă,

pentru a determina dacă un interval de temperatură predeterminat a fost depășit. În viitor, eticheta

ar putea avea şi alţi senzori, de exemplu pentru măsurarea presiunii aerului.

● DueDrop este un indicator vizual, sub formă de etichetă autocolantă, reglabilă pe produsul

pe care se aplică. Eticheta indică sfârșitul perioadei de valabilitate secundară a produsului; ea poate

acoperi o varietate de perioade de valabilitate, care variază de la câteva zile la câţiva ani.

18. SENZORI PENTRU DETECTAREA INSECTELOR DĂUNĂTOARE

● Senzorul de imagine cu putere redusă este un sistem autonom de monitorizare wireless.

Plasat într-o singură capcană, senzorul wireless captează periodic imaginile conținutului capcanei

și le trimite de la distanță către o stație de control. Fotografiile sunt utilizate pentru determinarea

numărului de dăunători; agricultorii pot planifica măsurile de protecție a culturilor în funcţie de

nevoile suprafeţei respective.

● Un senzor acustic funcționează prin monitorizarea nivelului de zgomot generat de insecte.

Nodurile senzorilor wireless, conectate la o stație de bază, sunt plasate în câmp. Atunci când

nivelul de zgomot al dăunătorilor depășește un anumit prag, senzorii transmit informația către

computerul camerei de comandă, care apoi indică cu precizie zona de infestare.

16

● Senzorii pentru măsurarea indexului de suprafaţă a frunzelor (ISF) pot indica prezenţa

insectelor dăunătoare. Insectele se hrănesc cu frunze; reducerea suprafeței totale a frunzelor

înseamnă o reducere a cantităţii de clorofilă şi, implicit, diminuarea capacității de fotosinteză.

19. DETECTAREA SUBSTANŢELOR CONTAMINANTE

● A fost dezvoltată o metodă mai eficientă de detectare a reziduurilor de pesticide din clasa

piretroide, folosite pentru culturile de legume (ingestia repetată a produselor cu exces de reziduuri

e dăunătoare sănătății). Metoda constă în utilizarea unor nanoparticule magnetice, cu înveliş de

polistiren. Într-un lichid extras din legume se adaugă nanoparticulele, care joacă rolul unor micro-

magneți ce atrag moleculele piretroide. Metoda reduce timpul de detectare la mai puțin de 2 ore și

micşorează costurile de realizare, deoarece nanoparticulele pot fi reutilizate de până la 30 de ori.

[Singapore]

● S-a dezvoltat la costuri reduse un senzor pe suport de hârtie, care poate detecta o toxină

fungică ce se găsește în mod uzual într-o varietate mare de cereale. Cercetarea se extinde pentru a

permite detectarea mai multor categorii de agenți contaminanţi, precum Salmonella sau E-coli. În

viitor, acești senzori pot lua forma unor etichete alimentare care își schimbă culoarea în funcție de

gradul de contaminare. [SUA]

20. NANO FERTILIZATORI

● A fost dezvoltată o nouă generaţie de fertilizatori pe bază de nanoparticule de metal (fier,

cupru şi cobalt), care promite o creștere a productivității cu până la 25%. Tehnica presupune

tratarea unei singure semințe cu aceste nanoparticule, care au un efect stimulator puternic în faza

inițială (de însămânțare), îmbunătățind procesul de germinare și crescând rezistența la factorii

dăunatori. Produsul are amprentă ecologică redusă; microelementele intră în structura plantei fără

să dăuneze solului. De asemenea, se reduce consumul de fertilizatori - pentru o tonă de semințe

este necesar doar 1 gram de soluție uscată. [Rusia]

● Un nou tip de fertilizator, cu impact redus asupra mediului și costuri mai mici, foloseşte în

premieră grafenul ca material transportor. Tehnica presupune aplicarea micronutrienţilor (cupru şi

zinc) pe foi de oxid de grafen, care permit eliberarea lentă şi mai precisă a fertilizatorului în plantă,

sporind nivelul de asimilare a nutrienților. [Australia]

21. ALTERNATIVE SUSTENABILE LA FERTILIZATORI

● S-a descoperit o tehnică sustenabilă de imbunătăţire a procesului de creștere a fasolei mung

(foarte bogată în proteine), prin îmbunătățirea modului în care planta absoarbe substanțele

nutritive. Cercetătorii au creat nanoparticule de oxid de zinc dintr-o ciupercă din jurul rădăcinii

plantei, care ajută planta să mobilizeze și să preia nutrienții din sol. Zincul este, de asemenea, un

17

nutrient esențial pentru plante, deoarece interacționează cu trei enzime care transformă forma

complexă de fosfor din sol într-o formă pe care plantele o pot absorbi.

În mod obişnuit, culturile sunt alimentate de fosforul din sol, la care se adaugă, din ce în ce mai

mult, îngrășăminte pe bază de fosfor. Însă plantele pot folosi doar aproximativ 42% din fosforul

aplicat pe sol, restul ajungând în cursurile de apă.

● “Frunza bionică” este o dezvoltare a “frunzei artificiale” Nocera. Aceasta din urmă

descompune eficient apa în hidrogen și oxigen, prin utilizarea unor cipuri pe bază de siliciu - din

care sunt făcute şi panourile fotovoltaice - acoperite cu substanţele ce servesc drept catalizatori (pe

bază de cobalt). "Frunza bionică" a fost creată combinând frunza artificială cu bacteria

Xanthobacter autotrophicus modificată genetic, care consumă hidrogenul obţinut din scindarea

moleculelor de apă şi azot din atmosferă. "Frunza bionică" produce amoniac şi fosfor, ambele

îngrăşăminte.

22. CULTURI DE VITEZĂ

● S-au înregistrat progrese în ceea ce se numesc “culturi de viteză”, bazate pe regimuri

intense de iluminare care determină creșterea culturilor de câteva ori mai repede și la calitate

superioară. Tehnica se bazează pe cercetări ale NASA, menite să producă alimente în timpul

misiunilor spațiale. Culturile de seră sunt tratate, la costuri reduse, cu LED-uri continue care emit

lumină la anumite lungimi de undă, pentru a stimula fotosinteza.

Cercetătorii au cultivat astfel într-un singur an șase generații de plante de grâu, năut și orz și patru

de canola, spre deosebire de două sau trei în seră sau o singură generație pe câmp. Tehnica

funcționează și pentru arahide, amarant și linte și, teoretic, pentru floarea-soarelui, ardei, ridichi.

23. BLOCKCHAIN PENTRU TRANZACȚIILE DE PE PIAȚA AGRO

● În ianuarie 2018, unul dintre cei mai mari traderi de produse alimentare, Louis Dreyfus Co,

a vândut un cargo cu boabe de soia către o firmă din China prin intermediul tehnologiei blockchain.

În esență, blockchain este un lanț de blocuri de informații, conectate între ele și criptate, care crește

mereu cu contribuția jucătorilor implicați. Partenerii pot verifica și monitoriza întregul proces în

timp real. Tehnologia are aplicabilitate inclusiv în domeniul contractelor și tranzacțiilor, unde

nevoia de transparență, rapiditate și siguranță este foarte mare.

În acest caz, a fost utilizat un set complet de documente digitalizate – contractul de vânzare-

cumpărare, scrisoarea de credit, certificatele etc. În plus, a fost folosit un sistem automat de

verificare a datelor, fiind evitată duplicarea și verificarea manuală, care ar fi durat semnificativ

mai mult. Timpul alocat întocmirii documentelor a scăzut de cinci ori, cel alocat întregii tranzacții

a scăzut la jumătate, iar participanții au putut monitoriza și verifica întregul proces în timp real. În

acest mod, riscul de fraudare a fost mult redus, plățile au fost efectuate rapid, iar gradul de

transparență și siguranță a fost extrem de ridicat.

18

24. MODIFICAREA GENETICĂ A PEŞTILOR

● AquaBounty Technologies a vândut în 2017 aproximativ 4,5 tone de somon modificat

genetic pe piaţa de peşte din Canada, fiind prima vânzare a unui animal modificat genetic pentru

hrană (la mai mult de 25 de ani de la crearea acestei varietăţi). Peștele, o varietate de somon

Atlantic (Salmo salar), este proiectat să crească mai repede decât omologul său nemodificat

genetic, atingând dimensiunea optimă în aproximativ jumătate de timp - 18 luni. Modificările

genetice presupun utilizarea unor gene de la alte varietăţi de somon, care permit peştelui să producă

încontinuu, la un nivel scăzut, hormonul de creștere.

25. MONITORIZAREA CULTURILOR DE VIŢĂ DE VIE

Compania Okunota a instalat în plantaţia de viţă de vie o reţea de senzori care colectează date

referitoare la temperatură, umiditate, lumina soarelui și alte informații despre mediu, la intervale

de 10 minute. Deşi în mod uzual fungicidele sunt aplicate în mod regulat pe culturi, analiza datelor

a arătat că sunt doar aproximativ patru - opt zile pe an când infestarea cu mucegaiuri reprezintă o

problemă reală.

Concret, fungicidele nu au efect asupra mucegaiului care a format deja spori. Mucegaiul este cel

mai vulnerabil în stadiul de germinare, astfel că și pesticidele foarte diluate vor funcționa eficient.

Sistemul menţionat prevede momentul oportun de tratare a viei – astfel că utilizarea fungicidului

e menținută la minimum. Prin urmare, se menţine un mediu bogat în microorganisme, care

promovează creșterea drojdiilor sălbatice și are un efect pozitiv asupra procesului de fermentare a

vinului. [Japonia]

DOMENIUL: SENZORI, ROBOTICĂ, OBIECTE INTELIGENTE

1. ROBOŢI MOI

Pentru a manipula diferite obiecte fără a le deteriora, noul braț robotic dezvoltat de

compania Ocado folosește un dispozitiv de prindere antropomorfic, care ia forma mâinii umane.

Braţul robotic utilizează aer presurizat pentru a mișca degetele flexibile din cauciuc, fapt ce

permite o manipulare sigură și delicată a produselor alimentare. Ocado folosește computer vision

și machine learning pentru a permite brațului robotic să detecteze obiectele ce trebuiesc ambalate,

ca apoi să determine cum ar trebui aranjate într-un pachet pentru expediere.

A fost construit un braţ robotic moale folosind matrițe imprimate 3D, care utilizează

suprafaţa externă a vârfurilor degetelor pentru a aduna informații, "simţind" senzaţia în interior,

asemeni oamenilor. Senzorii sunt integrați în interiorul braţului, astfel încât ei pot detecta/”simţi”

forțele transmise din exterior. Braţul robotic se bazează pe un sistem inteligent care-i permite să

simtă împrejurimile, procesând pierderile de lumină. Concret, pe măsură ce braţul robotic moale

19

se deformează, se pierde mai multă lumină prin “miez”, iar pierderea de lumină este detectată de

o fotodiodă. Acest "miez" (prin care trece lumina) a fost creat printr-un proces în patru etape de

litografie moale.

Octobotul este un robot autonom, complet moale. O rețea pneumatică este încorporată în

corpul octobotului și în tentaculele sale, care acţionează ca actuatori hiperelastici. În interiorul

“robotului caracatiţă” este o cantitate mică de combustibil lichid (peroxid de hidrogen) care, prin

reacţie cu un catalizator (platină), este transformat în gaz şi eliberat în numeroasele tentacule.

Întregul sistem este simplu de fabricat, la costuri reduse, prin combinarea a trei metode - litografie

moale, matrițare și imprimare 3D. [SUA]

2. INTERVENȚII CHIRURGICALE DE PRECIZIE

Dispozitivul robotizat de disecție a retinei (R2D2) este conceput pentru intervenții

chirurgicale extrem de precise la nivelul ochiului, care elimină riscul erorilor din intervențiile

clasice, cauzat de tremurul mâinilor chirurgilor, sensibile inclusiv la puls. Dispozitivul are șapte

motoare independente controlate de computer și acționează ca un braț mecanic. Folosind un

joystick, un touchscreen și un microscop chirurgical, mișcările chirurgului sunt transformate în

manevre robotice la un nivel de precizie de 1/1000 milimetri. [Olanda]

Robotul HeroSurg utilizează tehnologia de feedback haptic, ce permite chirurgilor să aibă

simțul tactil în timp ce efectuează o intervenție chirurgicală prin intermediul unui computer. Astfel,

chirurgul poate să “simtă” țesuturile delicate, slăbite de infecție sau inflamație, și să le disece cu

mai multă atenție. Mai mult, tehnologia permite utilizarea unor suturi mai fine și mai delicate în

microchirurgie. Caracteristica robotului de “evitare automată a coliziunii” înseamnă că nu vor

exista coliziuni cu instrumentele, brațele robotului sau laparoscopul.

HeroSurg ar putea fi folosit de la distanță, transformând microchirurgia laparoscopică într-una

sigură și mai precisă, prin reducerea traumei și scăderea riscului de pierdere de sânge și infecție.

Un tratament inovativ pentru limfedem (o afecțiune cronică ce presupune acumularea de

fluid, ca efect secundar al tratamentului cancerului mamar) constă într-o intervenție

microchirurgicală prin care vasele limfatice sunt conectate la vasele de sânge pentru a restabili

fluxul de lichid limfatic. Robotul chirurgical al companiei Microsure este controlat de un chirurg

ale cărui mișcări sunt translatate în mișcări mai mici și mai precise, care apoi sunt efectuate asupra

pacientului de un set de brațe robotice. Dispozitivul stabilizează, de asemenea, orice tremur în

mișcările chirurgului, ceea ce face procedura mai controlată și, astfel, mai ușor de efectuat.

[Olanda]

20

3. PROTEZE ŞI IMPLANTURI ROBOTICE

A fost dezvoltat un implant robotizat motorizat pentru tratarea atreziei esofagiene - o

malformație congenitală rară, caracterizată de absența unei porțiuni din esofag. Atașat la esofag

prin două inele, mini-dispozitivul are un motor încorporat care stimulează extinderea celulelor prin

tragerea ușoară a țesutului. Utilizând două tipuri de senzori - unul pentru măsurarea tensiunii în

țesut și altul pentru măsurarea deplasării țesuturilor - robotul monitorizează și aplică tracțiunea în

funcție de proprietățile țesutului. Implantul este alimentat de o unitate de control care rămâne în

afara corpului, atașată la o vestă.

A fost creat prototipul unui braţ bionic cu simţ tactil, de dimensiuni portabile (În 2014 a

fost produs braţul bionic cu simţ tactil, dar echipamentele la care era conectat erau prea mari pentru

a părăsi laboratorul). Senzorii de pe braţul protetic colectează informații despre textura,

dimensiunea, forma obiectului. Aceste semnale sunt conectate la un computer portabil, care le

convertește într-un limbaj inteligibil pentru creier, semnale trimise apoi înapoi către corp prin

intermediul electrozilor.

4. MICROBOȚI/ NANOBOȚI

A fost dezvoltat un robot - neoficial numit millirobot - care poate merge, înota sau

transporta o încărcătură, în ciuda faptului că nu are elemente mecanice sau baterii. Millirobotul,

care seamănă cu un dreptunghi de hârtie de aproximativ patru milimetri în lungime, este realizat

dintr-un polimer elastic, străbătut de particule magnetice. Utilizând tehnologia de rezonanță

magnetică, medicii pot controla mișcarea microbotului în interiorul corpului uman.

Spre deosebire de alți roboți ingerabili, millirobotul are avantajul de a fi foarte versatil în modurile

sale de locomoție, înotând în mase de lichid și târându-se pe suprafețe solide. Designul său

biomimetic este la intersecția caracteristicilor unor organisme moi precum o larvă de gândac, o

omidă, un spermatozoid, o meduză.

A fost dezvoltat un nou tip de nanobot, prin placarea cu silice și nichel a unui flagel, care

este un filament mobil în formă de helix, caracteristic unor bacterii. Aplicarea unor câmpuri

magnetice rotative determină nanoboții înotători să-și miște flagelul asemeni bacteriilor vii. Astfel,

tehnica ar putea avea impact major în terapiile țintite împotriva cancerului.

5. EXOSCHELEȚI

A fost dezvoltat un nou tip de exoschelet pentru membrele inferioare, care are caracteristica

unică de a plasa "omul în bucla de optimizare". Acesta pune persoana în control referitor la tipul

de asistență pe care o primește de la dispozitiv.

Acest algoritm de optimizare își modifică periodic modelul de asistență și evaluează costul

metabolic pentru subiect - cantitatea de energie consumată - determinată prin măsurarea respirației.

21

Comparativ cu exoscheletul pe care pacienții nu îl controlează, efortul energetic al acestui

exoschelet s-a dovedit a fi, în medie, cu 24% mai mic. [SUA]

Folosind tehnica origami, au fost creați muschi robotici flexibili, suficient de puternici

pentru a ridica până la 1.000 de ori greutatea proprie. Fiecare “mușchi artificial” are un schelet

interior pliabil, așezat în interiorul unui sac de plastic sau textil, Prin sucțiune, acest sac se strânge

în jurul scheletului origami (realizat din plastic ori metal). Această schimbare de presiune mișcă

scheletul, permițându-i să apuce, să se răsucească sau să se ridice. Tehnologia este utilizabilă în

realizarea exoscheleților, permițându-le mișcări naturale, flexibile.

6. ROBOȚI CU PROPRIETĂȚI DE AUTO-REPARARE

A fost dezvoltată o nouă clasă de roboți care imită versatilitatea și performanța mușchilor naturali.

Componenta esențială a acestor roboți este un actuator electrostatic, amplificat hidraulic, cu

abilități de auto-reparare - HASEL (hydraulically amplified self-healing electrostatic), care

înlocuiește pistoanele și motoarele voluminoase și rigide ale roboților convenționali cu structuri

moi care egalează sau chiar depășesc puterea, viteza și eficiența muşchilor biologici. Un astfel de

actuator este, afirmă cercetătorii, precum un pachet 3 în 1 care reproduce adaptabilitatea unei

tentacule de caracatiță, viteza unei păsări colibri și puterea unui elefant.

În esență, actuatorul HASEL e construit din niște “pungi” umplute cu un lichid izolator electric

(cum ar fi uleiul de rapiţă) și cuplat la o pereche de electrozi. La aplicarea unei anumite tensiuni

electrice, lichidul are mișcări spasmodice, determinând acest “mușchi artificial” să se extindă și să

se contracte. De asemenea, utilizarea unui strat izolator lichid permite “mușchilor” să se repare în

urma daunelor electrice, ceea ce constituie un avantaj față de “roboții moi” care utilizează actuatori

cu strat izolator solid, care se deteriorează.

Materialele utilizate sunt ieftine, scalabile și compatibile cu tehnicile actuale de producție

industrială.

7. ROBOȚI PENTRU CONSTRUCȚII

Robotul Hadrian 105 așează cărămizi de patru ori mai repede decât operatorii umani,

funcționând similar unei imprimante 3D robotizate, de mari dimensiuni. În mod similar unei

imprimante 3D obișnuite, instrucțiunile pentru localizarea cărămizilor sunt comunicate printr-un

model 3D CAD și un cod de mașină.

Hadrian 105 utilizează lipici adeziv în locul mortarului tradițional pentru a maximiza viteza

construcției și rezistența termică a structurii finisate, minimizând în același timp impactul

condițiilor meteorologice în procesul de construcție.

Mașina autonomă de încărcat este folosită în excavările de la situl unei construcții.

Asemeni unui vehicul autonom, folosește tehnologia lidar, însă adaptată pentru vibrațiile tipice

excavărilor. De asemenea, laserele permit robotului să măsoare cantitatea de material încărcat.

22

Pentru a poziționa robotul se utilizează ceea ce se numește GPS augmentat, care combină o stație

de bază și sateliți pentru a produce date de localizare cu acuratețe la nivel de centimetru.

8. ROBOȚI ÎN SERVICII

Emma - Expert Manipulative Massage Automation - este o maseuză robot care masează

pacienții cu “degete” moi de silicon, încălzite la o temperatură cuprinsă între 38°C și 40°C, pentru

a imita atingerea umană. [Singapore]

LG a lansat CLOi, o linie de roboți concepută pentru uz comercial în hoteluri, aeroporturi

și supermarketuri: Robotul “de servire” livrează comenzile clienților din hotelurile și saloanele de

la aeroport. Odată ce livrarea este confirmată, robotul se întoarce pe cont propriu. Conceput pentru

a livra bagajele oaspeților, Robotul Porter se ocupă, de asemenea, de serviciul expres de check-in

și check-out. Al treilea tip de robot al LG asistă clienții din supermarket, informându-i referitor la

prețul produselor și îndrumându-i pe coridoare.

9. ROBOŢI PENTRU DECONTAMINARE

A fost creat un robot moale care imită creaturile marine simple, cu forme tubulare, care filtrează

apa pentru a se hrăni cu resturile de organisme. Spre deosebire de tractul digestiv al organismelor

marine, robotul foloseşte o pilă de combustie încărcată cu bacterii care descompun materia

organică, transformând-o în energie electrică. Deoarece cerințele energetice sunt scăzute, robotul

se poate susține prin hrănirea cu biomasă din mediul înconjurător, precum algele sau apele

reziduale, contribuind la decontaminarea apelor.

În viitor, în funcţie de senzorii încorporaţi în roboţi, se vor putea colecta prin telemetrie informații

valoroase din medii izolate, precum temperatura, pH-ul, umiditatea relativă, concentrația de

poluanți. [Marea Britanie]

10. ROBOŢI COLABORATIVI

YuMi este un robot colaborativ cu două braţe, capabil să lucreze la un nivel înalt de

precizie, ceea ce îl face perfect pentru asamblarea pieselor mici în industria electronicelor de larg

consum. Sistemul ABB YuMi este proiectat să lucreze împreună cu oamenii în imediata vecinătate.

YuMi are mai mulți senzori care îi permit “să vadă” (utilizând capabilităţi de recunoaştere a

imaginii) și să simtă şi este echipat cu brațe căptușite cu materiale moi, care elimină riscul

accidentărilor în eventuala interacţiune cu oamenii.

BionicCobot este un robot pneumatic ușor, cu un design bazat pe anatomia brațului uman,

care utilizează mușchi agoniști și antagoniști (cum ar fi bicepşii și tricepşii) pentru a executa

mișcări. BionicCobot folosește un sistem de articulaţii pentru a imita aceeași funcționalitate,

permițându-i să se miște precis pe suprafeţe mici, în medii populate de oameni.

23

Robotul colaborativ CR-35iA (creat de FANUC) este un robot industrial care are

capacitatea de a ridica și a deplasa obiecte grele de până la 35 kg. E dotat cu senzori de detectare

a contactului şi înveliş moale, ceea ce îl califică să lucreze alături de oameni.

11. ROBOŢI CARE RĂSPUND LA COMENZI MENTALE

Pentru a-l învăța pe robotul Baxter (creat de Rethink Robotics) cum să îndeplinească anumite

sarcini în mod corect, fără a-l opri și reprograma încontinuu, cercetătorii de la MIT au creat un

sistem de feedback prin conectarea robotului la creierul instructorului său uman.

Baxter nu face decât să identifice o anumită activitate cerebrală care îi indică acestuia că a comis

o eroare. Instructorul uman poartă pe cap un monitor electroencefalografic (EEG), iar robotul

monitorizează în timp real fluxul de date, căutând un semnal neuronal specific, cunoscut sub

denumirea de „potențial de eroare” (ErrPs).

Omul produce instant aceste semnale atunci când creierul detectează comiterea unei erori. Ele sunt

suficient de slabe și greu de detectat, iar software-ul care se află la baza robotului trebuie să fie

bine calibrat pentru a le putea detecta. Utilitatea acestei tehnici vine din faptul că robotul își poate

da seama dacă sarcina pe care trebuie să o ducă la îndeplinire este realizată corect sau nu.

Detectarea semnalului ErrPs îi permite lui Baxter să își corecteze greșeala într-un interval de timp

de zece milisecunde.

12. ROBOŢI SOCIALI

Format din două părți - o tabletă şi un roboţel asemănător unei lămpi de birou - ElliQ este

un robot de companie care încurajează îmbătrânirea activă. Ştie să pună muzică, să reamintească

persoanei să îşi ia medicamentele, să apeleze prietenii ori familia, să supravegheze casa, să

monitorizeze anumiţi parametri ai stării de sănătate, să-i notifice pe cei apropiați şi pe medici în

cazul unor urgențe medicale. Spre deosebire de asistenţi personali reactivi, precum Siri, ElliQ e un

companion proactiv - sugerează activități diverse, propune materiale video/audio relevante pentru

utilizatori, încercând astfel să creeze o relaţie autentică, bidimensională. [Israel]

Robotul NAO ajută elevii cu autism să înveţe lucruri noi şi să deprindă abilități sociale.

Acest robot programabil este multi-interactiv, previzibil și mereu energic. NAO asistă copiii în

parcurgerea cursurilor - de citit, scris, lecții de știință, inginerie, matematică, programare - dar și

în deprinderea de abilități sociale. Robotul menține riscul de suprastimulare la nivel minim pentru

că nu îi copleşeşte pe copii cu un limbaj non-verbal complex. Prin încurajări și instrucțiuni repetate,

NAO reușește să reducă anxietatea şi să devină un partener de încredere pentru copii. De asemenea,

robotul înregistrează progresul copilului în procesul de învăţare şi permite părinţilor/educatorilor

să creeze sesiuni personalizate.

24

13. RECUNOAŞTEREA OBIECTELOR (IMAGE RECOGNITION)

Sistemul optic Celex înregistrează modificări ale intensității luminii mult mai rapid și mai

precis decât camerele optice şi laser existente. În loc să înregistreze întreaga imagine, sistemul

Celex înregistrează modificările intensității luminii pixelilor individuali. Funcționarea la viteze

mai mari reduce decalajul între momentul în care senzorul înregistrează o imagine și cel în care un

sistem de decizie acționează. Tehnologia poate fi aplicată, de exemplu, în cazul vehiculelor

autonome, pentru a evita coliziunile, care se întâmplă de obicei în câteva secunde. [Singapore]

Tehnologia SurfNet utilizează inteligența artificială (IA) pentru a transforma imaginile 2D

în modele 3D. Procesul se realizează prin "învăţarea" în pereche a imaginilor 2D și a modelelor

3D, ceea ce îi permite algoritmului să prezică versiunile 3D ale altor imagini 2D pe care le

întâlnește. Această metodă oferă un nivel de precizie mai mare decât alte procese 3D de deep

learning, care se bazează pe voxeli (pixeli volumetrici). Tehnologia ar putea fi utilă (şi) în

construcţia de roboţi, permiţându-le să înțeleagă mai bine mediul în care se deplasează. [SUA]

Cercetatorii de la MIT Media Lab au prezentat un proiect de camera (din categoria LIDAR,

fără scanare) care măsoară distanța până la un obiect măsurând “timpul de zbor” (time of flight),

adică timpul necesar unui semnal luminos proiectat asupra unui obiect pentru a reveni la un senzor.

Cu o rezoluţie de 1000 ori mai mare faţă de precedentul model, camera permite măsurători precise

ale distanțelor, inclusiv în condiţii de vizibilitate redusă (eg. ceață) [SUA]

14. RECUNOAŞTEREA EMOŢIILOR

EQ-Radio este un dispozitiv care poate detecta emoțiile unei persoane folosind semnale

wireless. Prin măsurarea unor modificări subtile în ritmul respirator și cel cardiac, EQ-Radio are

o acurateţe de 87% în detectarea stărilor de emoţie, fericire, furie, tristeţe - performanţă care nu

implică aplicarea de senzori pe corp.

Folosind semnalele wireless direcţionate înspre corpurile oamenilor şi apoi reflectate de acestea

înapoi spre dispozitiv, EQ-Radio măsoară variaţiile activităţii inimii şi le compară cu pattern-urile

înregistrate anterior, în instanţe în care persoana trecea print-una din cele patru stări emoționale.

Prin intermediul camerelor de imagine termică se pot detecta reacţiile biofizice şi

emoţionale ale oamenilor: “semnătura termică” a unui individ are o dinamică aparte, corelată cu

activitatea creierului şi reacţiile emoţionale. Referitor la posibile aplicaţii, spre exemplu, un robot

de companie ar putea detecta starea de stres/emoţie negativă a prietenului său uman şi i-ar putea

recomanda activităţi recreative, propune muzică de relaxare sau ar putea contacta un membru al

familiei.

25

15. ALGORITMI DE INTELIGENŢĂ ARTIFICIALĂ

Conceptul de “reţelele neurale adversariale” (Generative Adversarial Network – GAN)

presupune că o rețea neurală creează conținut în buclă, după anumite criterii, care apoi e evaluat

din prisma calității/ realismului de către o altă rețea neurală ce a fost ”antrenată” în prealabil cu

mii sau zeci de mii de exemple. Un sistem de inteligenţă artificială (IA) lucrează pentru a crea, de

exemplu, imagini realiste, în timp ce un al doilea analizează rezultatele și încearcă să determine

dacă imaginile sunt reale sau false. Astfel, primul IA învață să imite realitatea în moduri

inaccesibile atunci când lucra singur. Mulți cercetători consideră că tehnica e un avans considerabil

înspre "învățarea nesupravegheată", aspiraţia conform căreia “mașinile” învață fără ajutor direct

de la instructorii umani.

O rețea neurală, constituită din neuroni artificiali (NA), este un clasificator care poate sorta

obiectele pe categorii, pe baza unui volum foarte mare de exemple. În rețelele neurale

convoluționale, predicţiile se propagă în sus și în jos pe straturi, modificând în mod continuu

regulile NA pentru a soluţiona erorile (plasa neurală din platforma foto Google e compusă din 30

de straturi).

În conceptul mai nou, de “capsulă neurală” (capsule network), straturile nu sunt compuse din

neuroni individuali, ci mai degrabă din mici grupuri de neuroni, aranjaţi în "capsule". Fiecare

capsulă este programată pentru a detecta un anumit atribut al obiectului care este clasificat,

abandonând nevoia unor seturi masive de date de intrare (specifică plaselor neurale tradiționale).

16. ROBOŢI MILITARI

Pentru prima dată în istorie, anul trecut, armata americană a folosit în cadrul unor exerciții

militare vehicule autonome, dotate cu echipament de tragere și controlate de la distanță. Urmare a

succesului înregistrat, armata SUA împreună cu partenerii ei au folosit în cadrul unui alt exercițiu

la începutul acestui an, în Germania, sisteme robotice autonome cu scopul deminării unor câmpuri,

reușind apoi sa îndeplinească și rolul de paravan de protecție pentru militarii din tranșee.

Robotul umanoid ATLAS, finanțat de DARPA, este printre cei mai avansați roboți bipezi

militari, capabil să execute sărituri și salturi acrobatice înainte și înapoi, să care echipament militar,

să se deplaseze pe teren accidentat la viteze de până la 20 de mile/ora, să reziste unor atacuri din

partea unui grup de oameni și chiar să treacă prin ziduri.

Algoritmi de inteligenţă artificială (IA) de la Google (TensorFlow) sunt utilizaţi de

Departamentul de Apărare al SUA pentru a analiza cantitatea vastă de imagini înregistrate de

dronele militare americane şi pentru a semnala analiştilor umani elementele de interes detectate.

26

17. ROIURI DE ROBOŢI (SWARM ROBOTS)

NASA a finanţat un proiect de explorare a planetei Marte prin intermediul unui roi de

albine robotice, cu aripi uriașe, care le permit deplasarea în atmosfera marțiană. Albinele sunt

echipate cu senzori și dispozitive de comunicații wireless şi au misiunea să cartografieze terenul,

să preia mostre sau chiar să caute semne de viață, cum ar fi emisiile de metan.

Xaver este o flotă agricolă de tipul “roi de roboți” (swarm robots), coordonată de o aplicație

de management. Agricultorul specifică parametrii de plantare, iar algoritmii determină traseul

fiecărui robot. Eşantionul de date include timpul și locația exactă a fiecărei semințe plantate şi

permite intervenţii viitoare de înaltă precizie, cum ar fi fertilizarea ţintită, per plantă. Un singur

robot poate acoperi până la 25 de hectare pe oră, în condiții ideale, iar bateria funcționează 2.5 - 3

ore.

18. ROBOŢI UMANOIZI

PETMAN este un robot umanoid utilizat pentru a testa performanța îmbrăcămintei de

protecție folosită de echipajele de intervenţie. Senzorii din pielea artificială PETMAN pot detecta

substanțele chimice care se pot scurge prin costum; pielea de înaltă tehnologie simulează fiziologia

umană prin producerea de transpiraţie și reglarea temperaturii.

PETMAN este folosit în simulări ale condițiilor reale de lucru ale echipajelor - robotul îşi menţine

echilibrul, se mișcă liber, îşi modifică postura pentru a îndeplini sarcini specifice din intervenţii.

Erica e un robot umanoid cu un aspect profund uman, capabil să interacţioneze în mod

natural cu oamenii, prin integrarea unor abilități precum: recunoașterea vocii, urmărirea mişcărilor

umane, performarea unor mișcări naturale. Dotat cu 19 grade de libertate (un grad de libertate

reprezintă o singură mișcare fizică, cum ar fi răsucirea gâtului sau ridicarea unui braț), umanoidul

Erica își poate mișca fața, gâtul, umerii și talia. Erica vorbeşte printr-o voce sintetizată și e capabilă

de multiple expresii faciale.

19. ROBOŢI DOMESTICI

Kuri este un robot prietenos, care încorporează motoare asincrone, un senzor tactil, microfoane,

difuzoare și o cameră HD. Kuri recunoaște oamenii din jurul său identificându-le vocile și

chipurile. În funcție de setări, robotul poate detecta utilizatorul principal (zâmbindu-i când îl

recunoaşte), membrii familiei sau eventuali vizitatori.

Sunt în lucru funcţii de recunoaştere a limbajului natural: de exemplu, când i se spune "Kuri, te

iubesc", robotul începe să danseze şi să facă un spectacol de lumini, pe când la comanda "du-te la

culcare", robotul revine în modul standby.

27

Deoarece Kuri este conectat la Wi-Fi, poate funcționa ca o interfață pentru a controla alte

dispozitive conectate (smart) din casă. De exemplu, atunci când Kuri este comutat în modul de

protecție, luminile se aprind; sau când Kuri iese pe ușa, aceasta e blocată cu o încuietoare

“inteligentă”.

20. ROBOŢI MODULARI SAU UŞOR DE ASAMBLAT

Roboţii modulari permit divizarea și fuziunea modulelor pentru a crea noi entități robotice,

independente, care adoptă în mod autonom forme și dimensiuni adecvate pentru o anumită sarcină

sau mediul înconjurător. De asemenea, sistemele nervoase robotice se pot descompune și îmbina

iar pentru a menține controlul senzorimotor al noilor entităţi. Aceşti roboți au şi abilităţi de auto-

reparare, prin eliminarea sau înlocuirea pieselor defectuoase, inclusiv a unei unităţi de creier

defectuoase. Sistemul are 10 unități, dar se poate scala.

Noul Lego Boost Creative Toolbox permite transformarea creațiilor din piese Lego în

roboți programabili, cu ajutorul unei aplicaţii de codare drag-and-drop instalate pe o tabletă.

Aplicația Lego Boost este de asemenea gamified – utilizatorii trebuie să îndeplinească sarcinile

mai facile înainte de a le debloca pe cele mai dificile.

InMoov este unul dintre cei mai avansați roboți ce pot fi printați 3D. De dimensiuni

naturale, InMoov poate executa mișcările într-un mod fluid, asemănător cu cel al unui om. Toate

componentele sunt articulate, până și degetele care sunt echipate cu senzori.

21. ALIMENTAREA WIRELESS CU ELECTRICITATE

Guvernul israelian colaborează cu start-up-ul ElectRoad pentru a inaugura în Tel Aviv o

rută de autobuze publice alimentate wireless cu electricitate, eliminând necesitatea unor stații de

reîncărcare. Autobuzele se deplasează datorită puterii electrice rezultate din interacțiunea a două

câmpuri electromagnetice. Invertoarele instalate de-a lungul carosabilului asigură alimentarea

unor bobine integrate în şosea. Bobine similare sunt instalate pe partea inferioară a autobuzului.

Pe măsură ce vehiculul se deplasează pe carosabil, cele două câmpuri electrice interacționează și

generează energie. Momentan, astfel de autobuze pot călători pe distanţe de aproximativ 5 km.

Coreea de Sud are deja mai multe rute de autobuze alimentate wireless. De asemenea, Uniunea

Europeană studiază fezabilitatea unei astfel de infrastructuri.

22. CONDUCEREA ASISTATĂ A AUTOVEHICULELOR (ASSISTED DRIVING)

Compania Volvo a introdus pe modelul XC60 o nouă funcție, numită Oncoming Lane

Mitigation. Aceasta constă într-un sistem de adaptare automată a direcției de deplasare, care

permite maşinii nu doar să activeze frânele pentru a evita o coliziune, ci şi să schimbe direcţia de

28

mişcare, dacă frânele nu sunt suficiente. În cazul în care maşina sesizează că șoferul a trecut într-

o nouă bandă de trafic, aceasta detectează vehiculele care vin din sens opus și, în cazul în care e

pericol de coliziune, conduce maşina înapoi pe banda corectă. Această caracteristică

funcționează la viteze cuprinse între 60 și 140 km/h.

Mercedes-Benz a dezvoltat un sistem inteligent de control dinamic al funcţiilor de

iluminare ale maşinii. Senzorii maşinii detectează dinamica celorlalţi participanţi la trafic, iar

computerele din dotare analizează datele în milisecunde și transmit comenzi farurilor. Această

nouă generație de faruri are la bază cipuri care funcționează cu peste un milion de micro-oglinzi,

care descompun lumina în fascicule minuscule, permiţând iluminarea cu maximă precizie, în

condiţii diverse de trafic. În plus, e posibilă proiectarea unor fascicule de lumină pe carosabil,

acolo unde marcajele rutiere lipsesc. Mai mult, se pot proiecta săgeți de direcție şi avertismente

direct pe șosea.

23. COMUNICARE VEHICUL-VEHICUL

Cadillac instalează sisteme de comunicare vehicul-vehicul (V2V) pe modelul CTS 2017,

permițând vehiculelor să comunice între ele și soferii lor cu privire la condițiile de condus.

Sistemul V2V facilitează comunicarea pe distanţă scurtă, în banda de frecvențe de 5.9 GHz.

Vehiculele pot comunica la distanţe de până la 300 de metri și pot transmite 1.000 de mesaje pe

secundă referitor la poziția, direcția și viteza autovehiculelor. Şoferul e avertizat asupra

posibilelor pericole, precum situații de frânare puternică, condiții de drum alunecos sau vehicule

avariate incapabile să se deplaseze. Sistemele V2V formează o "rețea wireless ad-hoc", care

permite vehiculelor să partajeze date fără a depinde de condiţiile meteo, acoperire celulară sau

vizibilitate. [S.U.A. și Canada]

24. SISTEME DE SECURITATE BIOMETRICE

Şoferii ar putea debloca ușile autoturismelor lor cu un selfie. Jaguar Land Rover a

dezvoltat o tehnologie care utilizează algoritmi de recunoaștere facială și analiza posturii în mers

pentru a identifica șoferii. Camerele montate sub geamurile masinii captează video și fotografii

ale persoanelor, pe măsură ce acestea se apropie de maşină, și le compară cu imaginile stocate pe

computerul autoturismului. Dacă se potrivesc, mașina va debloca și deschide ușile.

Compania EyeLock foloseşte pentru aplicațiile de securitate o tehnologie bazata pe

scanere care examinează 240 de puncte ale irisului (cea mai specifică trăsătura a omului, după

ADN). Câţiva producători auto intenționează să utilizeze EyeLock ca şi cheie de pornire a

maşinii, dar şi pentru adaptarea automată a experienţei utilizatorului (poziţia scaunelor, a

oglinzilor, preferințele de infotainment etc.). Unele firme de asigurări sunt, de asemenea,

29

interesate să cunoască ce membrii ai familiei conduc într-un anumit moment. Sistemul poate

vedea şi prin ochelari sau lentile de contact colorate. [SUA]

25. TRANSPORTUL CA SERVICIU (Transport-As-A-Service)

Transportul ca serviciu se află la intersecția a patru tendințe macro: vehicule autonome, vehicule

electrice, conectivitate şi shared economy. Această paradigmă implică trecerea de la modelul

care presupune posesia individuală de automobile spre soluții de mobilitate consumate ca

serviciu. Evoluții recente:

Ford a făcut public planul de a lansa în 2021 propriul serviciu de car-sharing, gândit în

jurul autoturismului autonom Ford;

Elon Musk a anunțat planul master pentru serviciul de car-sharing, construit în jurul

autoturismului autonom Tesla;

Compania Nutonomy a lansat în Singapore un serviciu pilot de car-sharing, construit în

jurul vehiculelor Renault și Mitsubishi, modificate pentru a fi autonome;

Uber a lansat în 2016 propriul serviciul pilot de car-sharing în Pittsburgh, care utilizează

autovehicule model Volvo XC90 - special modificate pentru conducere autonomă (supervizată).

Uber a achiziționat, de asemenea, start-up-ul de vehicule autonome Otto;

Google a lansat în 2016, în San Francisco, serviciul de car-sharing Waze Carpool, care

utilizează aplicația Waze pentru a conecta șoferii cu alţi navetiști care vor să se deplaseze în

aceeași direcție. În 2017, Waze Carpool s-a extins în tot statul California.

26. INTELIGENŢA ARTIFICIALĂ (AI) PENTRU GESTIONAREA

COMBUSTIBILULUI

A fost dezvoltat un sistem care utilizează inteligenţa artificială pentru gestionarea

combustibilului în cazul automobilelor hibrid. Algoritmul funcționează prin fragmentarea

călătoriei în segmente cu o lungime mai mică de un minut şi identificarea celei mai bune strategii

de gestionare a combustibilului în condiţii similare de trafic, viteză, locație, oră din zi, stare a

carosabilului, stare actuală a bateriei etc. Este planificat ca algoritmul să învețe, de asemenea, din

experiența de condus a celorlalţi şoferi din trafic, prin punerea la comun a datelelor pe o

platformă online.

Sistemul e cu 10,7% mai eficient decat un sistem clasic de gestionare a carburantului pentru

automobilele hibrid.

30

27. AMBALAJE INTELIGENTE

MaXQ asignează coduri unice de identificare, tipăribile pe fiecare ambalaj. Codul asigură

trasabilitatea si transparenţa produselor: atunci când sunt identificate probleme legate de un

produs, compania poate scana codul pentru a determina punctul critic (de ex. referitor la

condiţiile de transport) și identifica cu exactitate lotul cu produse problematice, pentru a le

retrage. Consumatorii pot scana codul utilizând un smartphone şi consulta valorile nutriţionale

ale produsului, ingredientele, alergenii, certificările, informaţii despre brand şamd.

OpenSense este o etichetă de tip senzor Near Field Communication (NFC). Eticheta este

utilizabilă pe sticle, pentru a autentifica conținutul acestora sau pentru a indica modificarea

conţinutului/desigilarea. De asemenea, un senzor de temperatură e tipărit pe eticheta inteligentă,

pentru a determina dacă un interval de temperatură predeterminat a fost depășit. În viitor,

eticheta ar putea avea şi alţi senzori, de exemplu pentru măsurarea presiunii aerului.

DueDrop este un indicator vizual, sub formă de etichetă autocolantă, reglabilă pe

produsul pe care se aplică. Eticheta indică sfârșitul perioadei de valabilitate secundară a

produsului; ea poate acoperi o varietate de perioade de valabilitate, care variază de la câteva zile

la câţiva ani.

28. SENZORI PENTRU DETECTAREA INSECTELOR DĂUNĂTOARE

Senzorul de imagine cu putere redusă este un sistem autonom de monitorizare wireless.

Plasat într-o singură capcană, senzorul wireless captează periodic imaginile conținutului

capcanei și le trimite de la distanță către o stație de control. Fotografiile sunt utilizate pentru

determinarea numărului de dăunători; agricultorii pot planifica măsurile de protecție a culturilor

în funcţie de nevoile suprafeţei respective.

Un senzor acustic funcționează prin monitorizarea nivelului de zgomot generat de

insecte. Nodurile senzorilor wireless, conectate la o stație de bază, sunt plasate în câmp. Atunci

când nivelul de zgomot al dăunătorilor depășește un anumit prag, senzorii transmit informația

către computerul camerei de comandă, care apoi indică cu precizie zona de infestare.

Senzorii pentru măsurarea indexului de suprafaţă a frunzelor (ISF) pot indica prezenţa

insectelor dăunătoare. Insectele se hrănesc cu frunze; reducerea suprafeței totale a frunzelor

înseamnă o reducere a cantităţii de clorofilă şi, implicit, diminuarea capacității de fotosinteză.

31

29. COLECTAREA ENERGIEI KINETICE

Tehnologia Pavegen constă dintr-un un sistem de pardoseală inteligent, multifuncțional,

care utilizează energia kinetică a pietonilor pentru a genera energie electrică reutilizabilă pentru a

alimenta, de exemplu, iluminatul public. Pe măsura ce oamenii pășesc pe plăci, greutatea lor

determină generatoarele de inducție electromagnetică să se deplaseze vertical, ceea ce duce la o

mișcare rotativă care generează electricitate off-grid. În plus, fiecare placă este echipată cu un

API wireless, care transmite date în timp real.

Pavengen propune un sistem gamified pentru a face consumul și crearea de energie mai tangibile

și mai accesibile: de exemplu, atunci când podeaua inteligentă e instalată într-un spațiu

comercial, vizitatorii pot să câștige monede digitale pentru fiecare pas făcut, monede care pot fi

apoi colectate printr-o aplicație smartphone și folosite pentru o achiziție sau donate în scopuri

caritabile.

30. SMART PARKING

Statul Massachusetts a stabilit un parteneriat cu producătorul Audi în vederea dezvoltării

mașinilor cu sisteme autonome de parcare. Astfel, pasagerii vor putea coborî din autovehicul în

orice locație, urmând ca mașina să scaneze locurile de parcare din jur și să se parcheze.

La fabrica Audi din Germania, care deține o parcare cu 5000 locuri, compania de IoT

Urbiotica a instalat senzori wireless de monitorizare a capacității de parcare: sistemul detectează

vehiculele care intră și părăsesc fiecare sector de parcare și comunică în timp real datele de

ocupare pe panourile digitale situate la punctele de intrare. Soluția de parcare inteligentă

utilizează trei elemente: un sistem de detectare, elemente de transmisie de date și o platformă de

management software.

Compania NetObjex propune o soluție inteligentă de parcare bazată pe rețeaua

descentralizată IOTA și pe utilizarea de criptomonede. Sistemul permite ca șoferii vehiculelor (și

autoturismele autonome) să plătească în mod autonom pentru parcare, prin integrarea

portofelelor virtuale de criptomonede. Se utilizează senzori in-ground sau montați la suprafață,

care identifică în timp real vehiculele și semnalează locația locurilor de parcare disponibile.

Senzorii PlacePod comunică printr-o soluție cloud computing, iar comunicarea între vehicul și

senzor este realizată prin Bluetooth.

31. NARROW BAND - INTERNET OF THINGS

Vodafone România și OMV Petrom au testat cu succes tehnologia standardizată

NarrowBand-Internet of Things (NB-IoT) în industria de petrol și gaze, pe echipamente situate în

32

proximitatea sondelor în producție, în zone izolate, fără acces la internet prin cablu și fără

acoperire GSM.

NB-IoT oferă companiilor siguranța și protecția necesare, deoarece operează în spectru de

frecvență licențiat și oferă aceleași niveluri de securitate ca și 4G.

Anul trecut, primul contor inteligent compatibil cu NB-IoT a fost utilizat în Portugalia.

Deși măsurătorile inițiale indică în mod clar că NB-IoT are un consum mai mare de energie decât

Wireless M-Bus, NB-IoT este mai fiabil în proiecte provocatoare, fiind în mod consecvent mai

versatil. Kamstrup, producătorul danez de contoare inteligente, a anunțat utilizarea NB-IoT

pentru soluțiile sale privind măsurarea energiei electrice, în proiecte în Islanda și Germania.

32. CLĂDIRI INTELIGENTE

Folosind datele colectate de la 36 accelerometre, algoritmi inteligenți și o simulare

computerizată a unei cladiri, cercetătorii de la MIT au dezvoltat un model computational care

evaluează reacția clădirii la diferite tipuri de stres - diverse vibrații ambientale, datorate factorilor

de mediu (activitate seismică, trecerea camioanelor etc). Modelul ia în considerare, pe lângă

mărimea clădirii, parametri precum rezistența și densitatea pereților, grinzilor și scărilor de pe

fiecare etaj.

Sistemul AHSES (Adjusting to Human Smart Energy System) permite utilizarea deplină

a energiei electrice generate de o centrală solară, a cărei producție fluctuează în funcție de

condițiile meteorologice. Pe lângă centrală și o baterie reîncărcabilă litiu-ion, sistemul se bazează

pe un software care utilizează machine learning și modele matematice pentru a prezice necesarul

de energie și a realiza un plan de funcționare optimă, afișat pe un panou central de vizualizare și

control.

33. IMAGISTICA HIPERSPECTRALĂ

Imagistica hiperspectrală permite analiza spectrului de lumina care nu este vizibil pentru ochiul

uman si identificarea „amprentelor” electromagnetice ale diferitelor substante si procese. Astfel,

permite detectarea unor proprietăți de interes ale obiectelor investigate, de exemplu:

Informații despre conținutul nutrițional, nivelul de prospețime, procentul de grăsime,

proteine, zahăr sau umiditate al unui produs alimentar.

Caracteristici ale solului înainte ca acestea să fie vizibile pentru oameni. De exemplu,

robotul Ladybird utilizează senzori și camere hiperspectrale pentru a colecta date despre

dăunători și condițiile de pe teren. Acest tip de date permit agricultorilor intervenții de precizie.

33

34. IoT CA SERVICIU (IoTaaS)

Nokia a lansat o ofertă la cheie de tipul senzori-ca-serviciu pentru reţele Internet of

Things. Aceasta permite operatorilor de rețele de telefonie mobilă să monetizeze infrastructura

existentă, cum ar fi releele de telecomunicaţii, pentru a vinde, de exemplu municipalităţilor, date

furnizate de senzorii de mediu (fluxul de transport public și calitatea aerului). Oferta include o

soluţie blockchain pentru contracte, care permite operatorilor de telefonie mobilă să factureze

municipalităţile pentru datele prelucrate și analizate.

Microsoft a lansat IoT-ca-serviciu, care permite întreprinderilor să implementeze aplicații

IoT fără a avea nevoie de expertiză internă. IoT Central permite conectarea dispozitivelor fizice

la servicii back-end, de exemplu cele de customer engagement, utilizarea activelor, gestionarea

energiei, serviciile de productivitate etc.

DOMENIUL: SOFTWARE ÎNCORPORAT, APLICAȚII MOBILE, JOCURI VIDEO

1. ALGORITMI DE INTELIGENȚĂ ARTIFICIALĂ

Conceptul de “reţelele neurale adversariale” (Generative Adversarial Network – GAN)

presupune că o rețea neurală creează conținut în buclă, după anumite criterii, care apoi e evaluat

din prisma calității/ realismului de către o altă rețea neurală ce a fost ”antrenată” în prealabil cu

mii sau zeci de mii de exemple. Un sistem de inteligenţă artificială (IA) lucrează pentru a crea, de

exemplu, imagini realiste, în timp ce un al doilea analizează rezultatele și încearcă să determine

dacă imaginile sunt reale sau false. Astfel, primul IA învață să imite realitatea în moduri

inaccesibile atunci când lucra singur. Mulți cercetători consideră că tehnica e un avans considerabil

înspre "învățarea nesupravegheată", aspiraţia conform căreia “mașinile” învață fără ajutor direct

de la instructorii umani.

O rețea neurală, constituită din neuroni artificiali (NA), este un clasificator care poate sorta

obiectele pe categorii, pe baza unui volum foarte mare de exemple. În rețelele neurale

convoluționale, predicţiile se propagă în sus și în jos pe straturi, modificând în mod continuu

regulile NA pentru a soluţiona erorile (plasa neurală din platforma foto Google e compusă din 30

de straturi).

În conceptul mai nou, de “capsulă neurală” (capsule network), straturile nu sunt compuse din

neuroni individuali, ci mai degrabă din mici grupuri de neuroni, aranjaţi în "capsule". Fiecare

capsulă este programată pentru a detecta un anumit atribut al obiectului care este clasificat,

abandonând nevoia unor seturi masive de date de intrare (specifică plaselor neurale tradiționale).

34

5. IoT CA SERVICIU (IoTaaS)

Nokia a lansat o ofertă la cheie de tipul senzori-ca-serviciu pentru reţele Internet of

Things. Aceasta permite operatorilor de rețele de telefonie mobilă să monetizeze infrastructura

existentă, cum ar fi releele de telecomunicaţii, pentru a vinde, de exemplu municipalităţilor, date

furnizate de senzorii de mediu (fluxul de transport public și calitatea aerului). Oferta include o

soluţie blockchain pentru contracte, care permite operatorilor de telefonie mobilă să factureze

municipalităţile pentru datele prelucrate și analizate.

Microsoft a lansat IoT-ca-serviciu, care permite întreprinderilor să implementeze aplicații

IoT fără a avea nevoie de expertiză internă. IoT Central permite conectarea dispozitivelor fizice

la servicii back-end, de exemplu cele de customer engagement, utilizarea activelor, gestionarea

energiei, serviciile de productivitate etc.

6. NARROW BAND - INTERNET OF THINGS

Vodafone România și OMV Petrom au testat cu succes tehnologia standardizată

NarrowBand-Internet of Things (NB-IoT) în industria de petrol și gaze, pe echipamente situate în

proximitatea sondelor în producție, în zone izolate, fără acces la internet prin cablu și fără

acoperire GSM. NB-IoT oferă companiilor siguranța și protecția necesare, deoarece operează în

spectru de frecvență licențiat și oferă aceleași niveluri de securitate ca și 4G.

Anul trecut, primul contor inteligent compatibil cu NB-IoT a fost utilizat în Portugalia.

Deși măsurătorile inițiale indică în mod clar că NB-IoT are un consum mai mare de energie decât

Wireless M-Bus, NB-IoT este mai fiabil în proiecte provocatoare, fiind în mod consecvent mai

versatil. Kamstrup, producătorul danez de contoare inteligente, a anunțat utilizarea NB-IoT

pentru soluțiile sale privind măsurarea energiei electrice, în proiecte în Islanda și Germania.

4. COMUNICARE VEHICUL-VEHICUL

Cadillac instalează sisteme de comunicare vehicul-vehicul (V2V) pe modelul CTS 2017,

permițând vehiculelor să comunice între ele și soferii lor cu privire la condițiile de condus.

Sistemul V2V facilitează comunicarea pe distanţă scurtă, în banda de frecvențe de 5.9 GHz.

Vehiculele pot comunica la distanţe de până la 300 de metri și pot transmite 1.000 de mesaje pe

secundă referitor la poziția, direcția și viteza autovehiculelor. Şoferul e avertizat asupra

posibilelor pericole, precum situații de frânare puternică, condiții de drum alunecos sau vehicule

avariate incapabile să se deplaseze. Sistemele V2V formează o "rețea wireless ad-hoc", care

permite vehiculelor să partajeze date fără a depinde de condiţiile meteo, acoperire celulară sau

vizibilitate. [S.U.A. și Canada]

35

5. SMART PARKING

Statul Massachusetts a stabilit un parteneriat cu producătorul Audi în vederea dezvoltării

mașinilor cu sisteme autonome de parcare. Astfel, pasagerii vor putea coborî din autovehicul în

orice locație, urmând ca mașina să scaneze locurile de parcare din jur și să se parcheze.

La fabrica Audi din Germania, care deține o parcare cu 5000 locuri, compania de IoT

Urbiotica a instalat senzori wireless de monitorizare a capacității de parcare: sistemul detectează

vehiculele care intră și părăsesc fiecare sector de parcare și comunică în timp real datele de

ocupare pe panourile digitale situate la punctele de intrare. Soluția de parcare inteligentă

utilizează trei elemente: un sistem de detectare, elemente de transmisie de date și o platformă de

management software.

Compania NetObjex propune o soluție inteligentă de parcare bazată pe rețeaua

descentralizată IOTA și pe utilizarea de criptomonede. Sistemul permite ca șoferii vehiculelor (și

autoturismele autonome) să plătească în mod autonom pentru parcare, prin integrarea

portofelelor virtuale de criptomonede. Se utilizează senzori in-ground sau montați la suprafață,

care identifică în timp real vehiculele și semnalează locația locurilor de parcare disponibile.

Senzorii PlacePod comunică printr-o soluție cloud computing, iar comunicarea între vehicul și

senzor este realizată prin Bluetooth.

6. RECUNOAŞTEREA EMOŢIILOR ÎN GAMING

Jocul horror Nevermind folosește software-ul Affdex SDK, dezvoltat de Affectiva, pentru a

deduce emoțiile jucătorului pornind de la expresiile sale faciale, monitorizate printr-o cameră, și

apoi modifică modul de joc în funcție de acea stare emoțională, pentru a intensifica reacțiile

afective pe tot parcursul experienței.

Sistemul utilizează algoritmi de computer vision pentru a identifica 33 de repere faciale. Apoi,

algoritmi de machine learning sunt utilizați pentru a dezvolta detectoare care identifică 15

expresii faciale, pornind de la reperele faciale. Tot algoritmi de machine learning sunt folosiți

pentru a dezvolta algoritmi de clasificare, care caracterizează expresii (și combinații) de expresii

faciale în șapte emoții-cheie: furie, tristețe, dezgust, frică, bucurie, surprindere și dispreț.

Clasificatorii sunt instruiți pe o bază de date cu peste 40 de miliarde de puncte de date (data

points), preluate de la peste 3,8 milioane de persoane. Baza de date include fețe din peste 75 de

țări, care fac posibilă distingerea diferențelor culturale subtile în modul în care este exprimată

emoția.

7. GAMING CU FEEDBACK HAPTIC

Compania IGT a combinat tehnologia mid-air Ultrahaptics cu tehnologii TRUE 3D și tehnologii

de recunoaștere a gesturilor pentru a crea experiențe de joc multi-senzoriale. Tehnologia de

recunoaștere a gesturilor permite jucătorilor să interacționeze și să manipuleze obiectele 3D din

36

joc, iar tehnologia haptică permite jucătorilor să experimenteze feedback tactil, fără a fi nevoie

de mănuși haptice. Concret, tehnologia Ultrahaptics manipulează ultrasunetele modulate, dintr-o

serie de traductoare ultrasonice, pentru a permite crearea de senzații tactile în aer, astfel încât

produsele și dispozitivele să comunice cu utilizatorul prin feedback haptic.

8. INVĂŢAREA PRIN JOC/ GAMIFIED LEARNING

Aplicația Blinkist comprimă conținutul cărților de non-ficțiune, livrând cele mai

importante mesaje (blinks). În mod uzual, o carte conține până la 10 astfel de “blinks”, astfel că

aplicația facilitează accesul la acest conținut într-un timp foarte scurt de 10-15 minute. Trecerea

la modelul de business bazat pe abonament i-a ajutat să crească baza de clienți într-un mod mai

previzibil și a facilitat accesul la datele de atribuire și de utilizare, care permit îmbunătățirea

continuă a eforturilor de marketing și dezvoltare de produs.

Synchrony Sling, creată de Synchrony Financial, este o aplicație gamified de educație

financiară pentru asociați, manageri și proprietari. Se bazează pe conceptul de microlearning -

învățarea a mici fragmente de informații “digerabile” într-un timp scurt. De asemenea, oferă

analytics care permit personalizarea conținutului în funcție de nevoile celui care învață.

9. ŞTIINŢA/CERCETAREA CA JOC SERIOS

Mozak e un joc în care contributorii creează modele tridimensionale ale neuronilor, fie

din creierul uman (80-90 de miliarde de neuroni), fie din creierul șoarecelui (~ 100 milioane).

Pornind de la o imagine microscopică - neclară, cu “zgomot” - se ajunge iterativ, prin demersul

jucătorilor, la imagini mult mai clare. Obiectivul final al jocului este mai puțin despre extinderea

înțelegerii modelelor neuronale (deși este și despre asta!) și mai mult despre colectarea unui

număr mare de hărți/conexiuni neuronale de înaltă calitate, pe care cercetătorii le pot folosi

pentru a instrui mai bine computerele pentru a face acest lucru.

Dezvoltat acum un deceniu și antrenând peste un milion de jucători online, jocul Foldit a

demonstrat că non-experții pot dezvolta, în mod colaborativ și prin procedee gamified, algoritmi

și strategii de pozitionare a amino acizilor în configurația optimă din structurile proteice. Soluția

gamified are o performanță/acuratețe superioară soluției software, care adresează această

minuțioasă provocare prin algoritmi statistici, care necesită o putere enormă de procesare

10. REALITATE MIXTĂ

Microsoft a lansat 2 noi aplicații de mixed reality pentru dispozitivul Hololens. HoloLens

folosește sisteme optice avansate, mai mulți senzori și o unitate de procesare holografică

personalizată. Microsoft Hololens vede şi înțelege spațiile fizice în care se află o persoană și

acţiunile sale.

37

Remote Assist este o aplicație care permite teleprezența, menită să faciliteze colaborarea

angajaţilor la distanţă: utilizatorii pot realiza apeluri video hands-free, partajarea imaginilor și

adnotări de tip realitate mixtă pentru a obține asistență de la colegi în timp ce lucrează.

Microsoft Layout permite utilizatorilor să proiecteze spații în contextul realității mixte,

folosind HoloLens de la concept până la finalizare. Se pot importa modele 3D pentru a crea

macheta unei încăperi la scară reală sau pentru a vizualiza desenele ca holograme de înaltă

calitate în spațiul fizic sau în realitatea virtuală. Rezultatul se poate partaja și edita cu un

colaborator în timp real.

11. EXPERIENŢE IMERSIVE PENTRU MENŢINEREA SĂNĂTĂŢII

Aplicația Resilience IQ (ResQ) antrenează utilizatorii într-o experienţă gamified pentru a

reduce recidiva în cazul dependenței de opioide. ResQ încearcă să înțeleagă mai bine utilizatorii

prin sondaje și jocuri derivate din evaluările clinice standard și prin sarcini care evaluează

maniera de luare a deciziilor. Aplicația oferă o experiență imersivă prin intermediul avatarurilor,

un tablou de bord dinamic şi ușor de utilizat și resurse personalizate de asistență. ResQ îi notifică

pe susţinătorii respectivei persoane când ar fi optim ca aceştia să-i trimită mesaje pozitive și să

fie vigilenţi la posibile schimbări comportamentale.

Happify este o aplicaţie dedicată întreţinerii sănătății emoționale şi mentale a

utilizatorilor. Aceasta transformă practica științifică, bazată pe dovezi clinice, în module online

atractive, care combină jocuri, exerciţii de meditaţie, infografice, comunităţi online de sprijin.

Platforma este disponibilă în 7 limbi şi este folosită momentan de peste 3 milioane de oameni.

Sphery revoluționează industria de fitness prin introducerea experienţelor imersive în

programul personalizat de training. Participanții se antrenează în spații special amenajate, sub

forma unor capsule digitale, în care experimentează lumi virtuale alături de alti membri ai

comunității internaționale.

12. REALITATEA AUGMENTATĂ PENTRU SHOPPING

Aplicația IKEA Place permite simularea designului unei camere, prin aranjarea

imaginilor 3D ale obiectelor de mobilier în încăpere. Aplicaţia are o funcţie nouă de visual

search, care permite potenţialilor clienţi să facă o fotografie cu telefonul lor unei piese de

mobilier care le place și apoi să găsească produse asemănătoare IKEA, pe care le pot cumpăra.

Retailer-ul de mobilă Wayfair a lansat un nou feature - “View in Room 3D” - în aplicaţia

sa mobilă, prin intermediul căreia pontențialii clienți pot selecta un produs și îl pot poziționa

virtual în cameră, la dimensiuni reale, pentru a aprecia design-ul şi a evalua dacă se potrivește în

spațiu. Un feature al aplicației permite utilizatorilor să creeze un clip video AR, ce poate fi

împărtășit cu prietenii sau familia. Pentru iOS se utilizează ARKit, platforma AR a Apple, iar

pentru Android - Google’s ARCore.

38

Arround Platform este o soluţie de advertising care utilizează Augmented Reality (AR).

De exemplu, clienții pot depista mai ușor promoțiile active la anumite produse atunci când intră

într-un magazin, orientând camera telefonului înspre diverse raioane. Informația apare sub forma

unor holograme, indicând traseul spre locația exactă a produsului.

13. APLICAŢII MOBILE ÎN AGRICULTURĂ

Avanijal a dezvoltat un sistem inteligent (IoT) de irigare: o reţea integrată de senzori de

la nivelul solului e conectată prin wifi la o aplicație mobilă prin care fermierul poate controla

procesul de irigare. Aplicația permite programarea variabilă a irigării, în funcție de condiţiile

meteo, nevoile solului și de specificul culturii, pentru reducerea cantității de apă și energie

electrică. O funcție secundară este aceea de monitorizare a culturilor: prin colectarea datelor de

la sol și stocarea lor pe serverele IBM şi interpretarea lor cu ajutorul platformei Watson IoT.

[India]

Compania Farmizen a dezvoltat o aplicație mobilă care asistă oamenii care vor să cultive

hrană organică în microferme. În schimbul unei taxe lunare care acoperă munca fermierilor,

clienţii au drept de administrare a unei parcele de teren, printr-o aplicaţie care imită modelul

celebrului joc Farmville. De asemenea, clienţii au acces la imagini şi video captate de drone, care

atestă respectarea procedurilor bio. [India]

Farmers Business Network este o platformă online dedicată fermierilor ce oferă servicii

specializate (funcţionalităţi de cumpărare online a produselor necesare producției, servicii de

marketing, data analytics, acces la finanțare, transparență asupra prețului de cumpărare, etc) pe

baza unui abonament anual. Platforma funcționează şi ca rețea de networking - fermierii pot

împărtăși experiențele lor cu ceilalți membrii. [SUA]

14. AI ÎN APLICAŢII MOBILE

Aplicația SmartLens permite utilizatorului să afle informaţii despre orice obiect de interes:

orientând camera foto a telefonului spre obiect, aplicaţia apelează un clasificator complex şi

puternic optimizat, instruit cu ajutorul a zeci de milioane de imagini. Odată identificat obiectul,

aplicația se conectează la Amazon și Wikipedia pentru a extrage informaţii despre acesta.

SmartLens poate identifica foarte rapid până la 17.000 de obiecte, rulând offline (spre deosebire

de servicii de la Amazon/Google, care trimit imaginea prin reţeaua mobilă sau wi-fi spre un

server, spre a fi analizată). Astfel, aplicația recurge la baza de date internă, care a fost antrenată

cu ajutorul unor rețele neurale, folosind Amazon Web Services EC2. Numărul de obiecte

identificate e mult mai mare când aplicaţia scanează text şi interoghează apoi baza de date

Amazon.

În ciuda limitărilor curente legate de acurateţe, aplicaţia oferă un model de interogare extrem de

rapidă a obiectelor din jur.

39

15. MOTIVAREA RESURSELOR UMANE PRIN JOC

1Huddle este o platformă online dedicată pregătirii angajaților din industria auto, care

transformă materialele de training în jocuri pentru smartphone, implicând angajaţii într-o

competiţie constructivă. Platforma este flexibilă, managerii având control asupra topicelor,

informației și a tuturor materialelor de învățare.

Kindness Kwest este un joc menit să motiveze angajații să învețe și să construiască relații

mai bune pentru dezvoltarea spiritului de comunitate în cadrul companiei. Jocul aduce 3 tipuri de

misiuni: de învățare, prin care angajații sunt motivați să învețe despre compania lor, misiuni

centrate pe client - încurajează angajații să construiască relații de business mai bune, și misiuni

de “generozitate”/recunoștință față de colegi. De asemenea, aplicația are o dimensiune de

susţinere a comunităţii locale - atunci când angajații finalizează suficiente misiuni, compania

donează unor campanii de binefacere.

SelfDrvn Enterprise este o platformă SaaS care propune activităţi gamified pentru a creşte

gradul de engagement în cadrul companiei. Platforma răsplăteşte realizările jucătorilor prin

badge-uri de apreciere, ce însumează puncte recompensă ce pot fi apoi răscumpărate prin

produse sau servicii și creează un spaţiu de feedback constructiv (către jucători, către

management, comentarii despre situații particulare). Feedback-ul este vizibil apoi într-un nor de

cuvinte, şi poate fi utilizat ca instrument de coaching de către echipa de management.

16. REALITATE VIRTUALĂ ÎN SERVICII

VR in servicii financiare: Fidelity Investment a lansat o aplicație de VR menită să

susţină clienții în pregătirea pentru vârsta de pensionare și înţelegerea pachetelor de servicii

aferente.

De exemplu, se fac scenarii prin care devine explicit impactul deciziilor financiare ale clienţilor.

VR e utilizat şi pentru a testa aversiunea la risc a clienţilor, oferind sugestii vizuale despre

impactul posibil al unei potenţiale crize economice asupra vieţii lor.

De asemenea compania a lansat un agent VR numit Cora, care răspunde la întrebările clienților

cu privire la randamentul unor acțiuni sau performanţa unei companii. Dialogul cu Cora are loc

într-o cameră de chat virtuală.

VR in servicii medicale: Recent a avut loc prima naştere unde a fost utilizată realitatea

virtuală ca mecanism de susţinere a pacientei în travaliu. Aceasta a purtat un dispozitiv Samsung

Gear VR, pe care a fost pre-instalat un ghid de meditație. Astfel, în perioada contracțiilor

puternice, pacienta a accesat un spațiu virtual relaxant, pe o plajă exotică, unde auzea muzică și

sunete cu efect calmant (sunetul unei ape curgătoare, ciripitul păsărilor, etc). O voce o ghida în

această experienţă şi o îndruma pentru a respira corect. Utilizarea VR s-a dovedit o alternativă

viabilă la administrarea injecției epidurale, care are şi efecte secundare neplăcute. [SUA]

40

17. SPEECH RECOGNITION

Cercetătorii de la MIT au dezvoltat un cip de putere redusă, specializat în recunoașterea

automată a vorbirii. Acesta necesită între 0,2 și 10 miliwați, comparativ cu 1 watt, puterea

necesară unui smartphone standard care rulează software-ul de recunoaștere a vorbirii. Noul cip

poate avea ca rezultat economii de energie între 90% și 99%, cu implicaţii considerabile în

dezvoltarea de wearables şi alte dispozitive care folosesc speech recognition.

Performanţa este posibilă datorită implementării eficiente a rețelelor de recunoaștere a vorbirii.

Cipul include un circuit de "detectare a activității vocale", care izolează zgomotul ambiental.

Numai atunci când acest circuit confirmă o instanţă de vorbire se activează un circuit mai

complex, de speech recognition.

Affectiva a dezvoltat un cloud API pentru un software de speech recognition care are ca

obiectiv detectarea unui spectru larg de emoţii în vorbire. Compania deţine date din domeniul

public și din propriile baze de date utilizate anterior pentru recunoaşterea emoţiilor din expresiile

faciale. Acum, echipele de evaluatori antrenate ascultă fiecare subiect de testare și identifică

emoția din voce. Dezvoltarea de API vizează obținerea unor parteneri pentru a contribui la

extinderea bazei de date.

SoapBox Labs are ca misiune perfecţionarea tehnologiei de speech recognition bazată pe

voci de copii. Spre deosebire de tehnologiile curente (asistenţii personali Siri, Alexa sau

tehnologia din spatele Amazon Echo sau Google Home), antrenate exclusiv să recunoască vocile

de adulţi, tehnologia SoapBox Labs foloseşte algoritmi de deep learning pentru a detecta

pattern-urile de vorbire specifice copiilor de până la 12 ani.

18. INTELIGENŢA ARTIFICIALĂ (AI) PENTRU GESTIONAREA

COMBUSTIBILULUI

A fost dezvoltat un sistem care utilizează inteligenţa artificială pentru gestionarea

combustibilului în cazul automobilelor hibrid. Algoritmul funcționează prin fragmentarea

călătoriei în segmente cu o lungime mai mică de un minut şi identificarea celei mai bune strategii

de gestionare a combustibilului în condiţii similare de trafic, viteză, locație, oră din zi, stare a

carosabilului, stare actuală a bateriei etc. Este planificat ca algoritmul să învețe, de asemenea, din

experiența de condus a celorlalţi şoferi din trafic, prin punerea la comun a datelelor pe o

platformă online.

Sistemul e cu 10,7% mai eficient decât un sistem clasic de gestionare a carburantului pentru

automobilele hibrid.

19. REALITATE AUGMENTATĂ PHONE-TO-PHONE

Apple urmează să scoată pe piaţă instrumente care vor permite oricărei perechi de utilizatori de

iPhone să transmită structuri de tip realitate augmentată. Utilizatorii urmează să vadă în spaţiul

fizic aceleaşi obiecte virtuale, via telefoanele lor obişnuite, nedotate cu senzori speciali şi fără să

fie nevoie să transfere cantităţi mari de date.

41

Google, competitor pe piaţa de AR, a făcut recent publice instrumente adresate dezvoltatorilor de

jocuri cu realitate augmentată. Sistemul stochează hărţile mediului înconjurător transmise de

utilizatori pentru mai multe zile, o procedură de care Apple a anunţat că nu are nevoie.

20. BLOCKCHAIN PE PLATFORMELE DE SOCIAL MEDIA

Steem.it este o platformă de social media care utilizează tehnologia blockchain. În cadrul

platformei orice contributor poate câștiga recompense dacă postează conținut relevant, contribuie

la curățarea conținutului de pe platformă şi prin depozitarea criptomonedelor obţinute într-un

fond de investiţii, care generează dobândă.

Compania APPICS utilizează Smart Media Tokens (SMT) pe o platformă media

construită pe tehnologia Steem blockchain. Spre deosebire de alte platforme care recompensează

doar creatorii de conţinut cu criptomonede, modelul APPICS presupune recompense şi pentru

utilizatorii obişnuiţi, care doar interacţionează cu conţinutul.

DOMENIUL AUTOMOTIVE

1. AIRBAG-URI EXTERNE

Compania ZF TRW a dezvoltat un airbag extern, care se umflă pe structura laterală

exterioară a vehiculului, pentru a proteja pasagerul în eventualitatea unui accident cu impact

lateral.

Prototipul de airbag are un volum de 250 l și necesită mai multe supape pentru gonflare. Testele

indică faptul că, în cazul coliziunii laterale, airbagul ar putea reduce energia de impact cu mai

mult de 30%. Pentru ca vehiculele să folosească airbag-uri laterale exterioare, e nevoie de o serie

de senzori - radar, lidar și senzori de cameră - pentru a detecta o coliziune iminentă.

Toyoda Gosei, producătorul japonez de LED-uri și piese auto din cauciuc și plastic, a creat

un cauciuc moale, de generație următoare, care învelește porțiuni din autovehicul și poate

absorbi impactul în cazul unei coliziuni.

Mercedes-Benz a brevetat un nou tip de airbag extern, montat pe stâlpul A al autovehiculului,

pentru protecția pietonilor în caz de accident rutier. Aceste airbag-uri, echipate cu senzori pentru

a detecta o coliziune, sunt dislocate de la marginea parbrizului și de la marginile exterioare ale

capotei. Ele împiedica pietonii să se lovească de parbriz sau de panourile laterale, reducând riscul

de accidentare.

2. ALIMENTAREA WIRELESS CU ELECTRICITATE

Guvernul israelian colaborează cu start-up-ul ElectRoad pentru a inaugura în Tel Aviv o rută

de autobuze publice alimentate wireless cu electricitate, eliminând necesitatea unor stații de

reîncărcare. Autobuzele se deplasează datorită puterii electrice rezultate din interacțiunea a două

42

câmpuri electromagnetice. Invertoarele instalate de-a lungul carosabilului asigură alimentarea

unor bobine integrate în şosea. Bobine similare sunt instalate pe partea inferioară a autobuzului.

Pe măsură ce vehiculul se deplasează pe carosabil, cele două câmpuri electrice interacționează și

generează energie. Momentan, astfel de autobuze pot călători pe distanţe de aproximativ 5 km.

Coreea de Sud are deja mai multe rute de autobuze alimentate wireless. De asemenea, Uniunea

Europeană studiază fezabilitatea unei astfel de infrastructuri.

3. ANVELOPE PRINTATE 3D

Producătorul de anvelope auto Shandong Linglong Tire a creat un prototip de anvelopă

tipărită 3D, fabricată din poliuretan termoplastic (TPU), nu din cauciuc. Fabricarea anvelopei se

bazează pe tehnica imprimării 3D FDM (Fused deposition modeling/ Modelarea depunerii

fuzionate) pentru extrudarea de material TPU strat după strat. Designul anvelopei tipărite 3D

încorporează o structură de tip fagure hexagonal, unul dintre cele mai robuste modele de umplere

a unui obiect imprimat 3D. Producerea acestora e mai rapida, mai eficientă, şi permite reciclarea,

spre deosebire de anvelopele tradiționale. [China]

Producătorul francez de anvelope Michelin a prezentat un concept de anvelopă tipărită 3D,

fără aer, cu o structură biomimetică (formă de fagure). Prototipul e fabricat din materiale

reciclabile, iar suprafață de rulare este re-imprimabilă, pentru a se adapta condițiilor

meteorologice.

4. ASSISTED DRIVING

Compania Volvo a introdus pe modelul XC60 o nouă funcție, numită Oncoming Lane

Mitigation. Aceasta constă într-un sistem de adaptare automată a direcției de deplasare, care

permite maşinii nu doar să activeze frânele pentru a evita o coliziune, ci şi să schimbe direcţia de

mişcare, dacă frânele nu sunt suficiente. În cazul în care maşina sesizează că șoferul a trecut într-

o nouă bandă de trafic, aceasta detectează vehiculele care vin din sens opus și, în cazul în care e

pericol de coliziune, conduce maşina înapoi pe banda corectă. Această caracteristică

funcționează la viteze cuprinse între 60 și 140 km/h.

Mercedes-Benz a dezvoltat un sistem inteligent de control dinamic al funcţiilor de iluminare

ale maşinii. Senzorii maşinii detectează dinamica celorlalţi participanţi la trafic, iar computerele

din dotare analizează datele în milisecunde și transmit comenzi farurilor. Această nouă generație

de faruri are la bază cipuri care funcționează cu peste un milion de micro-oglinzi, care

descompun lumina în fascicule minuscule, permiţând iluminarea cu maximă precizie, în condiţii

diverse de trafic. În plus, e posibilă proiectarea unor fascicule de lumină pe carosabil, acolo unde

marcajele rutiere lipsesc. Mai mult, se pot proiecta săgeți de direcție şi avertismente direct pe

șosea.

5. BIOMATERIALE PENTRU ANVELOPE

S-a descoperit că deșeurile alimentare, în special cojile de roșii și de ou, sunt utile în

producţia de anvelope din cauciuc, testele demonstrând că depășesc standardele industriale de

performanță. Deșeurile alimentare ar putea înlocui parțial negrul de fum, umplutura pe bază de

43

petrol folosită în mod uzual în producția de anvelope. Înlocuirea negrului de fum cu coji de ou

măcinate și coji de roșii produce efecte sinergice, permițând cauciucului să-și păstreze atât

rezistenţa cât şi flexibilitatea.

Producătorul de anvelope Continental a stabilit un centru de cercetare în Germania în vederea

înlocuirii cauciucului natural convențional cu cauciucul extras din păpădie (taraxagum), după

lansarea cu succes în 2014 a unei anvelope premium de iarnă care utilizează taraxagum. În

următorii 5 ani, Continental intenționează să extindă câmpurile de păpădie la 800 de hectare,

ceea ce ar putea produce cauciucul la o scară de tone. Spre deosebire de arborele de cauciuc,

păpădia poate fi cultivată în Europa, iar acest lucru implică rute de transport mult mai scurte şi

un control mai bun al ofertei.

6. COMUNICARE VEHICUL-VEHICUL

Cadillac instalează sisteme de comunicare vehicul-vehicul (V2V) pe modelul CTS 2017,

permițând vehiculelor să comunice între ele și soferii lor cu privire la condițiile de condus.

Sistemul V2V facilitează comunicarea pe distanţă scurtă, în banda de frecvențe de 5.9 GHz.

Vehiculele pot comunica la distanţe de până la 300 de metri și pot transmite 1.000 de mesaje pe

secundă referitor la poziția, direcția și viteza autovehiculelor. Şoferul e avertizat asupra

posibilelor pericole, precum situații de frânare puternică, condiții de drum alunecos sau vehicule

avariate incapabile să se deplaseze. Sistemele V2V formează o "rețea wireless ad-hoc", care

permite vehiculelor să partajeze date fără a depinde de condiţiile meteo, acoperire celulară sau

vizibilitate. [S.U.A. și Canada]

7. IMPRIMARE 3D PENTRU AUTOMOTIVE

Ford și compania de 3D printing Stratasys au anunțat că vor începe să testeze piese de

fabricație realizate prin printarea 3D. În mod uzual, prin printarea 3D se obţin componente de

dimensiuni mici, însă Stratasys a dezvoltat metoda Infinite Build care utilizează capete de

imprimantă și roboți industriali mai mari pentru a crea piese mai mari pentru mașini și alte

vehicule. Tehnologia poate fi utilă pentru customizarea mașinilor de curse: componentele

produse ieftin ar permite experimentarea cu piese prototip, care ar putea fi mult mai ușor de

fabricat și instalat pe vehicul.

Compania Divergent 3D a creat, prin printare 3D, prototipul de automobil Blade, de 0.7 tone,

700 de cai putere şi motorizare medie. Maşina este construită din articulaţii din aluminiu tiparite

3D, care se montează asemenea unor piese de lego. Compania afirmă că tehnologia permite

reducerea cu peste 50% a greutăţii unui vehicul standard de cinci pasageri și cu peste 75% a

numărului de piese.

8. MATERIALE INOVATOARE

A fost creată o versiune de lemn care este transparent. Acesta este creat prin înlăturarea

ligninei, molecula care face lemnul rigid și întunecat la culoare, rămânând în urmă urmă

44

structurile celulare de celuloză incoloră, umplute cu epoxid. Atributele sale – rezistenţa şi

transparenţa – recomandă utilizarea noului tip de lemn în industria de automobile. [SUA]

A fost creat un nou tip de “super-oțel” - flexibil, ultra-rezistent și ușor. Acest metal nou are

un raport rezistență-greutate care concurează cu cele mai bune aliaje de titan, la o zecime din

costul de producţie. În mod traditional, amestecul de aluminiu cu oțel produce un metal rezistent

și ușor, dar fragil/casant, din cauza aliajului din aluminiu, care combină atomi de aluminiu și fier

în structuri cristaline dure, numite B2. Cercetătorii au soluţionat problema dispersând cristalele

B2, reducând casabilitatea materialului. Datorită proprietăţilor sale, acest tip de oțel este ideal în

producția de automobile și aeronave. [Coreea de Sud]

9. PERFECȚIONAREA BATERIILOR LITIU-ION

Utilizând deșeuri din sticlă, o echipă de cercetători a dezvoltat un nou tip de anozi de

nanosiliciu pentru baterii litiu-ion de înaltă performanță, care ar putea fi utilizate pentru vehicule

electrice sau hibride. Invenția pleacă de la descoperirea că dioxidul de siliciu din sticlă poate

furniza nanoparticule de siliciu de înaltă puritate pentru bateriile litiu-ion. Înlocuind grafitul din

anozi cu noul material nanosilicic, performanța bateriilor a crescut de aproximativ patru ori.

[SUA]

S-a inventat o metodă de a inlocui electrolitul lichid, folosit în mod uzual în baterii, cu

electroliți solizi ceramici, pentru a crea baterii flexibile cu litiu solid, mai sigure și cu o durată

mai lungă de viață. Tehnica presupune fabricarea unor structuri aliniate vertical din electroliți

solizi ceramici, care asigură căi rapide de ioni de litiu și sunt foarte conductivi. În soluția lichidă

au fost introduse particule ceramice și fâșii de gheață, care distribuie si concentrează particulele

de ceramică. După sublimarea gheții, rămân structuri ceramice aliniate vertical, peste care se

adaugă un polimer pentru a oferi suport mecanic și flexibilitate electrolitului.

10. RECUNOAŞTEREA GESTURILOR

În parteneriat cu Ultrahaptics, Bosch a dezvoltat prototipul unei mașini echipate cu comenzi

haptice. Tehnologia fără touchscreen a Ultrahaptics este considerată mai sigură pentru a schimba

setările mașinii deoarece se bazează pe gesturi, fără să fie nevoie ca şoferul să îşi ia privirea de la

drum. Șoferul face gesturi cu mâna deasupra unei console, senzorii "văd" mâna și, folosind

tehnologia cu ultrasunete, șoferul poate "simți" comenzile. Astfel se pot activa comenzi precum a

porni radioul, a schimba piesele muzicale, a utiliza navigaţia prin satelit ș.a.

11. RECUNOAŞTEREA OBIECTELOR (IMAGE RECOGNITION)

A fost dezvoltat prototipul unui sistem optic, numit Celex, care înregistrează modificări ale

intensității luminii mult mai rapid și mai precis decât camerele optice şi laser existente. În loc să

înregistreze întreaga imagine, sistemul Celex înregistrează modificările intensității luminii

pixelilor individuali, ceea ce reduce foarte mult volumul datelor de ieşire. Funcționarea la viteze

mai mari reduce decalajul între momentul în care senzorul înregistrează o imagine și cel în care

45

un sistem asociat acționează conform cu informaţia primită. Tehnologia e utilă vehiculelor

autonome în a evita coliziunile, care se întâmplă de obicei în câteva secunde. [Singapore]

Tehnologia numită SurfNet utilizează inteligența artificială (AI) pentru a transforma

imaginile 2D în modele 3D. Procesul se realizează prin "învăţarea" în pereche a imaginilor 2D și

a modelelor 3D, ceea ce îi permite algoritmului să prezică versiunile 3D ale altor imagini 2D pe

care le întâlnește. Tehnica e comparabilă cu modul în care o cameră sau un scanner funcționează

folosind culori RGB, doar că utilizează coordonatele XYZ pentru a crea o înțelegere spațială

tridimensională. Această metodă oferă un nivel de precizie mai mare decât alte procese 3D de

deep learning, care se bazează pe voxeli (pixeli volumetrici).

Tehnologia ar putea fi utilă pentru vehiculele autonome, permiţându-le să înțeleagă mai bine

mediul în care se deplasează. [SUA]

12. SENZORI

Compania 3Dsignals a dezvoltat un instrument de diagnosticare pentru a detecta eventualele

defecțiuni mecanice înainte de a se produce. Tehnologia e bazată pe senzori ultrasonici și

algoritmi de deep learning şi identifică anomaliile care pot fi asociate cu nişte erori sistemice,

permițând utilizatorilor să reacționeze mai repede.

Compania Vayyar produce senzori 3D încorporați, capabili să scaneze interiorul unei mașini

și să ofere o imagine în timp real a tot ce se întamplă în interiorul vehiculului. Senzorii

monitorizează semnalele vitale de la distanță și, de exemplu, trimit avertismente părinţilor dacă

un copil a fost lăsat în mașină sau alertează șoferul în cazul în care acesta aţipeşte. Post-accident,

senzorii 3D pot identifica starea supraviețuitorilor din vehicul și transmite informații

personalului de urgență.

În sectorul de vehicule autonome, acești senzori produc o imagine 3D care permite

autoturismelor să detecteze numărul de persoane dintr-o mașină și, în caz de accident, să

optimizeze airbag-urile pentru a se desfășura și umfla în funcție de locul de ședere al pasagerilor.

De asemenea, senzorii 3D sunt utili în detecţia volumetrică și gestionarea mai bună a

containerelor de mărfuri. Senzorii sunt utilizați pentru a cartografia spațiul disponibil,

distribuirea obiectelor în interiorul containerului și, de asemenea, pentru a garanta integritatea

mărfurilor în timpul transportului, identificând mișcările încărcăturii în timp real. [Israel]

13. SISTEME DE SECURITATE BIOMETRICE

Şoferii ar putea debloca ușile autoturismelor lor cu un selfie. Jaguar Land Rover a dezvoltat o

tehnologie care utilizează algoritmi de recunoaștere facială și analiza posturii în mers pentru a

identifica șoferii. Camerele montate sub geamurile masinii captează video și fotografii ale

persoanelor, pe măsură ce acestea se apropie de maşină, și le compară cu imaginile stocate pe

computerul autoturismului. Dacă se potrivesc, mașina va debloca și deschide ușile.

46

Compania EyeLock foloseşte pentru aplicațiile de securitate o tehnologie bazata pe scanere

care examinează 240 de puncte ale irisului (cea mai specifică trăsătura a omului, după ADN).

Câţiva producători auto intenționează să utilizeze EyeLock ca şi cheie de pornire a maşinii, dar şi

pentru adaptarea automată a experienţei utilizatorului (poziţia scaunelor, a oglinzilor, preferințele

de infotainment etc.). Unele firme de asigurări sunt, de asemenea, interesate să cunoască ce

membrii ai familiei conduc într-un anumit moment. Sistemul poate vedea şi prin ochelari sau

lentile de contact colorate. [SUA]

14. TAXIURI ZBURATOARE

Dubai și-a propus să fie prima țară din lume care ofera servicii de taxi aerian. A făcut prime

teste cu vehicule de zbor fără pilot, cu două locuri, cu 18 rotoare, realizate de firma germană

Volocopter. Vehiculul automatizat, care se ridică și coboară pe verticală ca un elicopter, a

realizat un zbor de cinci minute, la 200 de metri de sol. Dubai și Volocopter și-au propus să ofere

plimbări mai lungi, de până la 30 de minute, care pot fi rezervate prin aplicații dedicate de tip

Uber.

Modelul actual de la Volocopter este capabil să zboare pe baza unor piste GPS, însă pe viitor își

propune capabilități extinse, prin care mașina poate ocoli obstacolele și evita coliziunea cu alte

taxiuri zburătoare.

Uber explorează utilizarea aeronavelor VTOL (vertical take-off and landing/decolare și

aterizare verticale) pentru zboruri urbane scurte. Teoretic, “taxiurile zburătoare” pot accelera

călătoriile urbane în zonele predispuse la blocaje de trafic. Ambiția Uber este de a crea o rețea

funcțională de taxiuri aeriene - Elevate Network - până în 2020.

15. TRANSPORTUL CA SERVICIU (Transports As A Service)

Transportul ca serviciu se află la intersecția a patru tendințe macro: vehicule autonome, vehicule

electrice, conectivitate şi shared economy. Această paradigmă implică trecerea de la modelul

care presupune posesia individuală de automobile spre soluții de mobilitate consumate ca

serviciu. Evoluții recente:

Ford a făcut public planul de a lansa în 2021 propriul serviciu de car-sharing, gândit în

jurul autoturismului autonom Ford;

Elon Musk a anunțat planul master pentru serviciul de car-sharing, construit în jurul

autoturismului autonom Tesla;

Compania Nutonomy a lansat în Singapore un serviciu pilot de car-sharing, construit

în jurul vehiculelor Renault și Mitsubishi, modificate pentru a fi autonome;

Uber a lansat în 2016 propriul serviciul pilot de car-sharing în Pittsburgh, care

utilizează autovehicule model Volvo XC90 - special modificate pentru conducere autonomă

(supervizată). Uber a achiziționat, de asemenea, start-up-ul de vehicule autonome Otto;

47

Google a lansat în 2016, în San Francisco, serviciul de car-sharing Waze Carpool, care

utilizează aplicația Waze pentru a conecta șoferii cu alţi navetiști care vor să se deplaseze în

aceeași direcție. În 2017, Waze Carpool s-a extins în tot statul California.

16. INTELIGENŢA ARTIFICIALĂ (AI) PENTRU GESTIONAREA

COMBUSTIBILULUI

A fost dezvoltat un sistem care utilizează inteligenţa artificială pentru gestionarea

combustibilului în cazul automobilelor hibrid.

Algoritmul funcționează prin fragmentarea călătoriei în segmente cu o lungime mai mică de un

minut şi identificarea celei mai bune strategii de gestionare a combustibilului în condiţii similare

de trafic, viteză, locație, oră din zi, stare a carosabilului, stare actuală a bateriei etc.

Este planificat ca algoritmul să învețe, de asemenea, din experiența de condus a celorlalţi şoferi

din trafic, prin punerea la comun a datelelor pe o platformă online.

Sistemul e cu 10,7% mai eficient decat un sistem clasic de gestionare a carburantului pentru

automobilele hibrid.

17. SENZORI PENTRU VEHICULE AUTONOME

Compania Velodyne a făcut publice detalii despre cel mai nou şi mai performant senzor al

său, de tip LIDAR (light imaging, detection, and ranging) - VLS-128 - conceput pentru nivelul

5, adică cel complet autonom al unui vehicul. Compania pretinde că VLS-128 poate obține

performanțe la fel sau chiar mai bune decât omul, în orice fel de împrejurări. De exemplu, poate

face diferența între diverse obstacole/obiecte situate la distanţe de până la 300 m pe traseu (o

bucata de hârtie, un fluture, rămașițe de cauciuc şamd), când maşina se deplasează cu viteze de

peste 110 km/h. Această informaţie ajută vehicului autonom să decidă în timp util schimbarea

benzilor de mers, frânarea sau altă acțiune necesară.

Cercetatorii de la MIT Media Lab au prezentat un proiect de camera (din categoria LIDAR,

fără scanare) care măsoară distanța până la un obiect măsurând “timpul de zbor” (time of flight),

adică timpul necesar unui semnal luminos proiectat asupra unui obiect pentru a reveni la un

senzor. Cu o rezoluţie de 1000 ori mai mare faţă de precedentul model, camera permite

măsurători precise ale distanțelor, inclusiv în condiţii de ceață, un aspect care creşte considerabil

fezabilitatea vehiculului autonom. [SUA]

18. SERVICII DE SIMULARE ŞI TESTARE A VEHICULELOR AUTONOME

O echipa de ingineri a realizat un simulator open-source (CARLA – Car Learning to Act)

pentru a testa tehnologiile vehiculelor autonome în condiții realiste de conducere, simulând

iterativ situații rare, dar periculoase, precum: un copil care apare brusc pe carosabil, un vehicul

care conduce pe partea greşită a drumului, un accident care se produce în proximitate șamd.

CARLA oferă o bibliotecă cu 40 de clădiri diferite, 16 modele de vehicule animate și 50 de

pietoni animați, care pot fi dispuse diferit în orașe, în condiții diverse de vreme și lumină. Echipa

48

a testat trei abordări diferite pentru instruirea autovehiculelor, evaluate în scenarii controlate, cu

varii grade de dificultate.

Carcraft este un software de simulare dedicat vehiculelor autonome Waymo. În fiecare

zi, flota lui Waymo, de 25.000 de autovehicule, traversează 8 milioane de mile simulate. Prin

simularea unui semnal de trafic într-o intersecție aglomerată, Carcraft învață vehiculele conectate

să genereze numeroase scenarii (inclusiv periculoase). De asemenea, softul complică iterativ

scenariul, adăugând elemente noi - maşini, pietoni, biciclişti etc. Odată ce o mașină virtuală

învață un truc nou, îl poate împărtăşi cu restul flotei Waymo. Pentru a se asigura că vehiculele și-

au dobândit abilitățile, mașinile pot apoi să practice manevrele în lumea reală, pe un spaţiu

terestru dedicat.

19. VOPSELURI PENTRU INDUSTRIA AUTO

Lexus a dezvoltat un nou tip de vopsea auto bazat pe culoare structurală. Aceasta nu are în

componență pigmenți sau coloranți; culoarea se distinge în funcție de cum este reflectată lumina

în structura stratului lichid aplicat pe mașină. Vopselurile convenționale reflectă 50% din lumină,

pe când aceasta o reflectă 100%. Inspirația pentru acest tip de albastru vine de la o specie de

fluture care reușeste sa atingă diverse forme coloristice în funcție de cum interferează cu lumina.

S-au dezvoltat noi sortimente de vopsea care, sub acțiunea unor stimuli controlabili precum

căldura sau electricitatea, îşi pot schimba culoarea. Modificarea se produce prin alterarea

gradului de absorbţie a luminii.

20. MATERIALE CU PROPRIETĂŢI DE AUTOREPARARE

S-a dezvoltat un film “cu proprietăți de autovindecare” din poliuretan termoplastic, care are

rolul de a proteja vopseaua automobilelor. Adezivul de sub filmul protector rămâne constant în

stare fluidă, astfel că acesta se redresează în cazul unei zgârieturi, atâta timp cât caroseria nu se

îndoaie.

Conceptul de mașină electrică Terzo Millenio de la Lamborghini are o carcasă și un

șasiu construite din panouri de fibră de carbon, cu rol de stocare a energiei. Aliajul de carbon

respectiv are și proprietăți de „autovindecare” în cazul apariţiei unor crăpături, prin umplerea

microcanalelor cu substanţe de reparare. Astfel se elimină riscul propagării fisurilor mici mai

departe în structura fibrei de carbon.

49

DOMENIUL BIOTEHNOLOGII

1. BIOCOMBUSTIBILI

Start-up-ul PrairieChar a dezvoltat o tehnologie care descopune gunoiul de grajd în

materiale sterile – fertilizatorul PrairieFood și PrairieFire, un combustibil solid care rivalizeaza

cărbunele bituminos, folosit în centrale energetice și operațiuni industriale. [SUA]

Compania BHSL a patentat o tehnologie care convertește gunoiul de grajd rezultat din

creșterea găinilor în energie, utilizată ulterior în încălzirea bateriilor pentru creșterea păsărilor

sau vândută în grid-ul de energie. [Marea Britanie]

2. BACTERII PENTRU ENERGIE

Bacteria Moorella Thermoacetica, alimentată cu cadmiu şi aminoacidul cisteină, produce

pe suprafaţa sa particule de sulfură de cadmiu. Astfel, bacteria este acoperită de un strat de

panouri solare de dimensiuni nano, cu o capacitate de conversie solară de până la 80%. [China]

Bacteria Geobacter metabolizează nutrienţii din noroi şi apă reziduală în curent electric,

micile protuberanţe de pe suprafaţa bacteriei creând un biofilm de nanoconductori care dirijează

electronii. De asemenea, bacteria a fost folosită în operaţiuni de salubrizare a mediului, în zonele

cu deversari de petrol sau precipitaţi de uranium.

3. COMBATEREA REZISTENŢEI LA ANTIBIOTICE

S-a descoperit că abilitatea bacteriei Pseudomonas aeruginosa de a provoca infecții este

compromisă într-un stadiu incipient dacă o proteină cheie - RimK - este îndepărtată din bacterie.

Odată eliminată această proteină, bacteriile nu pot să se deplaseze corect, ceea ce reduce

capacitatea lor de a cauza infecții. [Marea Britanie]

Companiile Locus și Eligo Bioscience dezvoltă prin inginerie genetică viruşi bacteriofagi

mai eficienţi. Viruşii conțin ARN-uri de ghidare care blochează anumite părți ale genomului

bacterian și eliberează o enzimă (Cas3 sau Cas9, respectiv), care fie distruge gena de rezistență

specifică, fie taie ADN-ul într-un anume loc, determinând auto-distrugerea bacteriei. [SUA]

50

4. EFECTUL CURATIV AL ULEIURILOR ESENŢIALE

O serie de 77 studii comprehensive relevă faptul că anumiţi compuşi din uleiuri esenţiale

de cimbru, scorţişoară şi oregano au efecte benefice considerabile asupra sistemului digestiv la

păsările de curte, prin îmbunătăţirea activităţii microbiale şi antioxidante, stimularea mucoasei

intestinale, adecvarea sistemului imunitar. Mai mult, s-a dovedit că uleiurile esenţiale reprezintă

o alternativă viabilă pentru antibiotice şi sunt eficiente în tratarea infecţiilor intestinale precum

salmoneloza şi coccidioza. [Olanda]

Tratamentele uzuale pentru infecţii bacteriene precum dermatita conţin compuşi

antibacterieni sintetici sau pe bază de argint, care pot provoca reacţii adverse şi produc reziduuri

dăunătoare pentru mediu. O soluţie inovatoare combină uleiurile esenţiale cu nanotehnologia:

uleiurile sunt stocate în nano-capsule, programate să elibereze substanţa doar în prezenţa

bacteriei care provoacă infecţia.[Portugalia]

Un medicament pe bază de antibiotic, potenţat cu uleiuri esenţiale, are eficacitate dovedit

mai mare asupra bacteriilor rezistente la antibiotic, fără să cauzeze efecte adverse. Medicamentul

a fost patentat în 2014 de EPO şi e planificat să intre pe piaţă la finele anului 2017. [Maroc]

5. TRATAMENTE CARE VIZEAZĂ MICROBIOMUL INTESTINAL

Cercetarea ştiinţifică se apropie de consens în ceea ce priveşte rolul semnificativ al

microbiomului intestinal în apariţia maladiilor diverse, de la boli digestive la tulburări mentale,

precum anxietatea sau depresia.

Anumite tratamente care vizează microbiomul nu au scopul de a reduce numărul de

microbi, ci mai degrabă de a le schimba comportamentul. De exemplu, microbii intestinali

transformă o substanță chimică din carnea roșie (care se regăseşte şi în ouă și lapte), numită

colină, într-o substanță (TMAO) care poate provoca întărirea arterelor și risc crescut de atac de

cord. Testele arată că o moleculă care se găsește în mod natural în uleiul de măsline și vinul roșu

poate bloca receptorii de colină ai microbilor, împiedicând producerea de TMAO.

Compania Second Genome foloseşte tehnologia de secvenţiere a genomului pentru a

obţine profilul genomic al microorganismelor intestinale. Prima aplicație la care lucrează

compania este o pilulă pentru colita ulcerativă, o boală inflamatorie a intestinului.

Mai mulți producători de medicamente care vizează microbiomul au fost încurajaţi de

succesul timpuriu înregistrat de transplanturile de fecale pentru tratamentul infecțiilor bacteriene

cu bacteria C.difficile şi au dezvoltat pastile care imită efectul unui transplant complet.

51

6. VALORIFICAREA DEȘEURILOR ALIMENTARE

echipă de cercetători suedez-germană a clarificat un proces-cheie pentru producția

artificială de mătase. Nanofibrilele de mătase au fost formate dintr-o proteină din zerul laptelui

de vacă, sub influența căldurii și a acidului.

o Harvester este o mașină care, în 6 până la 24 de ore, transformă materia alimentară într-

un lichid cu conținut ridicat de nutrienți, care poate fi transformat în îngrășământ organic -

WISEganic. [SUA]

o Prin expunerea la unde ultrasonice, cojile de ouă mărunțite sunt fragmentate în

nanoparticule, care apoi sunt amestecate cu un material bioplastic special. Acesta e cu 700% mai

flexibil decât alte amestecuri bioplastice, făcându-l ideal pentru utilizarea în producția de

ambalaje. [SUA]

7. AGRICULTURĂ URBANĂ

Herbert e o grădină verticală hidroponică ce promite cultivarea în casă a alimentelor

proaspete, ecologice. Aceasta funcționează prin plasarea semințelor în bureți biodegradabili, cu

îngrășăminte biominerale și apă. Ajută la creșterea fructelor și a legumelor pe tot parcursul

anului, fără a fi nevoie de erbicide sau pesticide, necesită 90% mai puțină apă şi produce 40%

mai multă recoltă.

Space10, laboratorul de inovare al Ikea, a proiectat un tip de mobilier “viu” care

funcționează ca o grădină sferică, în care se cultivă plante și legume. Pentru construcția sa e

nevoie doar de 17 bucăți de placaj, un ciocan din cauciuc, 500 de șuruburi din oțel inoxidabil și o

frezmașină.

Grădinile verticale aeroponice folosesc 90% mai puțin teren și 90% mai puțină apă.

Tehnologia permite cultivatorului să controleze calitatea și siguranța apei, și să elimine folosirea

oricăror erbicide și pesticide dăunătoare. Produsele pot fi recoltate în jumătate din timpul necesar

în agricultura ecologică tradițională.

8. ALIMENTE FUNCŢIONALE

o Au fost dezvoltate trei varitetăţi noi de cartofi cu componente benefice. Cartofii cu

pigment galben au o concentraţie de carotenoide de 45 de ori mai mare decât cei clasici, albi, iar

cei cu pigment violet au o concentraţie de 20 de ori mai mare de antociani decât cei galbeni.

52

Aceşti fitonutrienţi reduc stresul oxidativ, inflamaţiile, şi îmbunătăţesc imunitatea. [Serviciul de

Cercetare în Agricultură, SUA]

o Folosind antocianina, un extract natural din pigmentul plantelor, s-a creat un nou tip de

pâine. Antocianina ajută la controlul nivelului de glucoză din sânge, prin inhibarea enzimelor

digestive. [Singapore]

o În contextul creșterii numărului de persoane, în special femei, care suferă de osteoporoză,

un studiu recent demonstrează ca procesul de fortificare a laptelui folosind nanoparticule de

calciu duce la îmbunătățirea absorbției nutrienților. [Universitatea din Malaezia]

9. AMBALAJE ŞI SENZORI COMESTIBILI

Edipeel este o pudră fabricată din resturi alimentare, cum ar fi coji de portocale, tulpini și

frunze, şi are capacitatea de a dubla viaţa la raft a legumelor şi fructelor. Bariera lipidică pe care

o creează Edipeel încetineşte rata de evaporare a apei din produse şi reduce contactul cu

oxigenul. [SUA]

Proteina din lapte numită caseină poate fi utilizată pentru a dezvolta un film protector,

utilizabil ca ambalaj comestibil, biodegradabil. Filmul pe bază de caseină este de până la 500 de

ori mai bun decât cel plastic pentru reducerea contactului cu oxigenul, deoarece proteinele

formează o rețea mai strânsă atunci când polimerizează. Este, de asemenea, mai eficient decât

ambalajele comestibile din amidon și protejează produsele alimentare sensibile la lumină. [SUA]

Un senzor cu grosimea de 16 micrometri permite verificarea de la distanţă a temperaturii

alimentelor, esenţială în special în timpul transportului. Senzorul este fabricat parţial din

magneziu, o componentă importantă a dietei noastre, din siliciu și nitruri, precum și dintr-un

polimer compostabil pe bază de porumb și amidon din cartofi. În viitor microsenzori similari ar

putea fi utilizaţi pentru a monitoriza presiunea, acumularea gazului și expunerea la radiații UV.

10. COMBATEREA INFECŢIILOR

Un spital a redus semnificativ infecţiile bacteriene spitaliceşti infuzând textilele (lenjerii,

prosoape, halate) cu aluminiu. Studiul clinic a demonstrat reducerea cu 83% a infecţiilor cu

Clostridium difficile (care provoacă boli diareice) şi o scădere de 78% a organismelor (inclusiv

C. Difficile) rezistente la terapii multi-medicamentoase. [SUA]

53

A fost dezvoltat un polimer sintetic inspirat de calităţile antibacteriene ale aripilor

cicadelor: matriţa imită ghimpii de dimensiuni nano de pe suprafaţa aripilor cicadelor, care

penetrează pereţii celulari ai bacteriilor, omorându-le. Această invenţie ar putea înlocui

peliculele biocide și medicamentele antibiotice utilizate pentru implanturi sau în cazul

dispozitivelor medicale.

11. PURIFICAREA APEI

În cadrul unui proiect European - iMETland - s-a dezvoltat un procedeu natural de

purificare a apelor reziduale folosind bacterii electroactive. Acestea penetrează sedimentele

folosindu-și proprietățile electrochimice pentru a supraviețui în lipsa oxigenului. [Spania]

Un nou sistem solar de purificarea a apelor reziduale are la bază activarea oxigenului din

apă, în vederea incinerării bacteriilor și poluanților periculoși. Procesul este rapid, iar costurile

de operare foarte reduse. [India]

12. ADITIVI ALIMENTARI

Start-up-ul FoPo produce pudră alimentară din fructe și legume expirate, reținand între

30% – 80% din valoarea nutrițională a acestora. Pudra are o viață la raft de până la 2 ani.

[Suedia]

Prin hidroliză enzimatică se produc emulsificatori naturali de calitate și alți aditivi

alimentari, folosind reziduurile rezultate în urma producției de ulei de măsline. Acest proces

reduce folosirea aditivilor artificiali în industria alimentară. [Spania]

Salt of the Earth a lansat un ingredient natural (sare de mare, concentrat de roșii, ciuperci,

extract de alge) care reduce nivelul de sodiu cu până la 30% în produsele din carne. [Israel]

13. AGRICULTURA DE PRECIZIE

Roboții sunt o alternativă la pesticidele toxice: Robotul de buruieni utilizează algoritmi

de diferențiere a imaginilor pentru a detecta buruienile dintr-un câmp și a le elimina, injectându-

le cu îngrășământ în exces, fără a afecta plantele din jur. Momentan, robotul e antrenat pentru

culturile de salată. [SUA]

54

Un tractor autonom folosește un sistem cu pilot automat, folosit și pentru drone. Sistemul

e bazat pe tehnologia GPS pentru a se deplasa pe o rută prestabilită, determinată de puncte de

parcurs. [UK]

Un sistem inteligent folosit în agricultura de precizie se bazează pe un volum masiv de

date (big data) colectate prin capturile de imagini de la distanță și prin satelit. Împreună cu hărțile

create prin sistemele de informații geografice (GIS), aceste date informează cu privire la

caracteristicile solului, pentru a gestiona substanțele nutritive în timp real și a diagnostica factorii

care amenință calitatea recoltelor.

14. BIOMATERIALE

cale biosintetică a fost creată pentru a transforma în mod mai eficient și economic

deșeurile agricole, precum cojile de porumb, într-o varietate de produse utile, de la spandex la

hrana pentru pui. Procesul folosește biomasa lignocelulozică pentru a produce butandiol, care

este utilizat pentru fabricarea spandexului, utilizat în îmbrăcăminte și mobilier de casă. [SUA]

Resturile de mere din producția de sucuri pot fi folosite în confecţionarea de materiale

biocompatibile, ce pot fi utilizate ca matrici 3D pentru regenerarea țesuturilor osoase și a

cartilajelor. Procedura se bazează pe extracții secvențiale ale antioxidanților sau pectinei, pentru

a obține biomaterialul cu porozitatea și textura potrivite.

15. CONSERVAREA CĂRNII

Compania FoodCap a dezvoltat o tehnologie de manevrare și transport a cărnii înghețate:

o capsulă reutilizabilă care izolează perfect, protejând carnea de oxigen, prevenind deterioarea sa

și apariția culturilor microbiene. Sistemul permite reduceri masive de costuri prin eliminarea

ambalajelor individuale. [Noua Zeelandă]

Top 20 companii din Australia (cel mai mare exportator de carne de vită) folosesc un

sistem de congelare constituit din zeci de rânduri de tăvi de mari dimensiuni, dispuse orizontal,

printre care circulă amoniac lichid , care răcește rapid pachetele de carne (prin conducție termică,

de la produs la evaporator). Sistemul înlocuiește răcirea bazată pe ventilație, cu avantaje

referitoare la conservarea calităţii cărnii, eficiență energetică.

55

16. TERAPIE MEDICAMENTOASĂ ŢINTITĂ

A fost brevetată o metodă de a crea capsule de dimensiuni nanometrice, fabricate din

lipide, utilizabile în terapia medicamentoasă ţintită. În esență, lipozomii sunt versiuni artificiale

simplificate ale membranelor celulare. Interiorul unui astfel de lipozom ar putea conține

medicamente, iar exteriorul ar putea fi acoperit cu receptori care se leagă de celulele canceroase

specifice. [SUA]

A fost dezvoltat un nou tip de nanoparticule, denumite "conectozomi", care sunt echipate

cu joncțiuni de decalaj – căi care permit mișcarea rapidă a moleculelor între două celule. Acestea

permit crearea unui canal direct pentru administrarea medicamentelor către fiecare celulă

individuală. Metoda permite scăderea semnificativă a dozei de medicament necesare pentru

uciderea unei celule canceroase. [Texas, SUA]

17. MEDICINĂ REGENERATIVĂ

Au fost printate cu succes urechi, oase și structuri musculare. Implantate la animale,

structurile s-au maturizat în țesut funcțional și au dezvoltat un sistem de vase de sânge. Sistemul

integrat de imprimare a țesuturilor și organelor utilizat , dezvoltat pe o perioadă de 10 ani,

depozitează atât materiale bio-degradabile, asemănătoare plasticului, pentru a realiza "forma"

țesutului, cât și geluri pe bază de apă care conțin celulele. Aceste rezultate indică faptul că

tehnologia promite printarea de structuri cu dimensiunea, forța și funcția potrivite pentru a

înlocui țesutul rănit sau bolnav la pacienți.

A fost identificată o metodă îmbunătățită pentru cultivarea de celule stem umane, care ar

putea conduce la o producție industrială mai rapidă și mai ieftină. A fost folosită o proteină

derivată din sângele uman, numită inhibitor inter-alfa, care face ca celulele stem să se ataşeze pe

plasticul nemodificat pentru cultura de ţesut şi să îmbunătăţească supravieţuirea celulelor stem în

condiţii dure. Aceasta este prima metoda de cultură a celulelor stem care nu necesită un substrat

biologic pretratat pentru atașare si, prin urmare, este mult mai eficientă din punct de vedere al

timpului și costurilor.

18. ORGAN-PE-CIP (ORGAN-ON-A-CHIP)

A fost brevetat I-Wire, un organ-(tridimensional)-pe-un-cip care poate imita proprietățile

biomecanice ale inimii. Aspectul unic al noului dispozitiv constă în faptul că are capacitatea să

controleze forța mecanică aplicată celulelor cardiace. Acest lucru permite cercetătorilor să

reproducă nu doar mediul electric și biochimic, cât şi condițiile mecanice ale inimii vii, care se

56

întinde și se contractă continuu. Dispozitivul poate fi implementat la dimensiuni mici și cu cost

redus, ceea ce îl face potrivit pentru screening-ul medicamentelor și toxinelor.

AngioChip oferă o structură complexă, tridimensională, pe care poate fi crescut țesut care

imită funcțiile corpului uman. Construit dintr-un polimer numit POMaC, biodegradabil și

biocompatibil, dispozitivul este alcătuit din straturi subțiri așezate unul peste celălalt pentru a

crea o structură 3D. Chipul este apoi scăldat într-un lichid care conține celule vii, care aderă la

dispozitiv și încep să crească de ca şi cum ar fi în interiorul corpului.

Folosind AngioChip, s-au construit modele de ţesuturi de inimă şi de ficat funcţionale:

scheletele polimerice s-au contractat cu un ritm regulat, la fel ca țesutul cardiac real, iar ţesutul

hepatic a produs uree și a metabolizat medicamente. Mai mult, diferitele țesuturi pot fi legate

între ele prin intermediul vaselor de sânge, pentru a observa interacțiunile dintre ele.

19. TEHNOLOGII DE VINIFICARE

Au fost create tulpini de drojdie care permit fermentarea într-un spectru mai larg de

temperaturi, între 10 si 37°C. Toleranţa la temperature joase scade riscul contaminării din timpul

fermentării şi are potenţialul de a reduce utilizarea sulfaţilor. Vinurile şi cidrurile produse cu

aceste tulpini au o complexitate aromatică sporită.

Startup-ul Ava Winery produce vin în laborator, fără a utiliza struguri sau procesul de

fermentație. Abordarea de tip "scanare și printare" de vin presupune utilizarea cromatografiei în

gaz și lichid şi a spectrometriei de masă, pentru a determina părțile componente ale fiecărui vin.

Pentru producerea efectivă a vinului se folosesc molecule destinate pentru industria alimentară -

molecule de arome, zaharuri, acizi și etanol derivate din surse naturale. Beneficiile potenţiale

pentru mediu constau în consumul redus de apă, absenţa pesticidelor şi contaminanţilor.

20. SIGURANŢA PRODUSELOR DIN CARNE

tehnică bazată pe procesarea la presiune hidrostatică înaltă a cărnii de vită înlătură

bacteriile, pentru siguranță alimentară și durată extinsă la raft. [Canada]

S-a descoperit că plasarea unei tulpini a bacteriei F. prausnitzii (FPS-4) în intestinul

animalelor provoacă o creştere cu 13% mai mare a animalelor și o reducere de 66% a

mortalităţii datorată diareei severe. Practica reprezintă o alternativă sigură şi naturală utilizării

excesive a antibioticelor. [SUA]