Mange har allerede sett potensialet for å bruke smartklokker til å overvåke – og forhåpentlig forbedre – folks helse og livsstil. Forskerne fra Johns Hopkins vil først bruke Apple Watch til å samle inn detaljerte opplysninger om hva som skjer når et epileptisk anfall inntreffer, skriver Washington Post.

– Appen EpiWatch skal benytte seg av sensorene i klokken til å samle inn opplysninger om hjerterytme, blodgjennomstrømningen armbevegelser og årvåkenhet i forbindelse med et anfall, sier nevrologiprofessor Gregory Krauss. Mens det er apparater som allerede kan måle disse ulike faktorene, er klokken en enkel måte å samle alle de aktuelle opplysningene fra en svært fordelaktig plassering på håndleddet.

Målet er at innsikten fra studien kan brukes til å utvikle en app som kjenner igjen anfall, automatisk varsler pårørende og hjelper epileptikeren med å håndtere epilepsien.

– Det er snakk om en ganske alvorlig tilstand, og mange ønsker seg et verktøy som dette, sier Krauss og nevner blant annet familier som vil ha det til barna.

Mange har kjent på den lammende følelsen av frykt for kreft og uvisshet mens de har gått og ventet på svar på en vevsprøve. Ventetiden kan ta flere dager, og du får ikke alltid et klart svar.

En gruppe forskere er i ferd med å utvikle en teknologi som gjør det mulig å korte ned ventetiden fra uker til et par dager. Dette vil også legge grunnlaget for både en nøyaktigere diagnose og en mer effektiv behandling av blant annet kreft.

Forskerne jobber i en bedrift som produserer mikroskopiske plastkuler, såkalte ugelstadkuler (se faktaboks), en av de største kjemiske, norske oppfinnelsene i det forrige århundret. Ved hjelp av plastkulene og et nytt, amerikansk spesialinstrument, skal sykehusene selv kunne undersøke DNA fra vevsprøver i stedet for å sende dem til et dyrt spesiallaboratorium.

Legene og pasientene får ikke bare et raskt og presist svar. Legene får også et veldig godt grunnlag for å bestemme hva slags krefttype det er snakk om og å skreddersy behandlingen. Det er ikke bare kreft som kan undersøkes på denne måten. Legene kan også bruke instrumentet for å finne ut nøyaktig hva slags bakterier som forårsaker en betennelse eller en sykdom.

Skreddersydd behandling

– Vi tror at prisen på et slikt instrument kan presses ned i noen titusen dollar, sier prosjektleder og sjefforsker Geir Fonnum hos Life Technologies på Lillestrøm.

Og dermed har det blitt så rimelig at det blir tilgjengelig også for små sykehus og andre mindre organisasjoner med begrensede budsjetter.

Med det nye instrumentet kan et sykehus bearbeide DNA fra samme prøve hundrevis av ganger i løpet av et par timer. Når legene har mange resultater fra samme prøve, vil kreftcellenes DNA etter hvert skille seg ut som avvik fra det friske DNA-et. På den måten kan de i løpet av en dag eller to konstatere nøyaktig hva slags kreftvariant det er snakk om. Dermed får de grunnlag for å skreddersy behandlingen til pasientens tilstand.

– En så nøyaktig DNA-prøve av kreftcellene, eller i andre tilfeller bakterier og virus, er også et godt grunnlag for dem som utvikler medisiner og annen terapi mot kreft og andre sykdommer. Våre eiere, den internasjonale utstyrsprodusenten Thermo Fisher, samarbeider med flere slike produsenter, forteller Fonnum.

Hovedoppgaven til forskerne er å skreddersy plastkulene til dette formålet. Plastkulene passer som hånd i hanske til mikrobrikken i instrumentet. Denne brikken er utviklet og produsert av en amerikansk søsterbedrift, Ion Torrent.

Hundredel av et hårstrå

Forskningssjef Erlend Ragnhildstveit hos Life Technologies forteller at nest etter mikrobrikken i instrumentet, er ugelstadkulen den viktigste faktoren i prosessen. Disse plastkulene er i dette tilfellet ned mot en mikron i størrelse. Det er omtrent en hundredel av tykkelsen på et hårstrå. Da blir de så små at de oppfører seg nærmest som en væske.

Enkelt fortalt virker instrumentet og prosessen på denne måten: Vevsprøvene fra pasienten løses opp, og DNA-ets bestanddeler fester seg til hver enkelt plastkule. På mikrobrikken i instrumentet sitter det millioner av små fordypninger tett i tett, akkurat som lysfølsomme punkter på en bildesensor i et digitalkamera.

Kulene, med bestanddelene fra DNA-et, skal så passe nøyaktig ned i fordypningene. Hver enkelt fordypning er en kjemisk sensor som forteller hva slags bestanddeler av DNA-et som sitter festet på plastkulen. På samme måte som antallet bildepunkter på sensorbrikken i et digitalkamera avgjør detaljrikdommen og skarpheten på et bilde, vil millioner av fordypninger her gi en høy oppløsning på DNA-prøven.

Slik sekvenseres DNA-et: 

Øker antallet

Den amerikanske produsenten av instrumentet jobber kontinuerlig med å presse enda flere fordypninger inn på mikrobrikken, såkalte brønner. Dermed vil nøyaktigheten på målingene øke. Den første versjonen av instrumentet hadde rundt 1,5 millioner slike brønner. I versjonen som nå er på markedet, kan man variere antallet opptil 165 millioner.

– Målet på sikt er å presse teknologien til rundt 660 millioner brønner. Det er en foreløpig fysisk grense, sier Ragnhildstveit. Da blir de under en mikron i bredde og forholdet mellom overflaten i brønnene og volumet blir så lite at det nærmer seg en grense for akseptabel signalstøy.

Flere bruksområder

Geir Fonnum forteller at teknologien de er med på å utvikle vil ha langt bredere bruksområde enn kun som grunnlag for å diagnostisere sykdommer og legge grunnlaget for utviklingen av enda mer effektive medisiner.

– Vi ser for oss at for eksempel artsbestemmelse kan bli mye mer presis med en slik sekvensator. I det hele tatt, på alle områder der DNA-sekvensering benyttes som verktøy, vil dette instrumentet representere en stor forbedring i arbeidsmetodene, sier han.

Les mer om teknologien her. 

Dagens industriroboter veier ofte flere tonn og plasseres innenfor nettingbur så de ikke skal støte sammen med omgivelsene. Det betyr at robotene ofte står fast og gjør samme jobb om og om igjen – helt adskilt fra det menneskene gjør.

Når du ikke trenger å være redd for at en robotarm skal krasje inn i en vegg eller slå ned et menneske, blir det også interessant å utvide bruken av den.

Sintef-forsker Marianne Bakken forteller om et nytt, hett forskningsfelt i Europa kalt «samarbeidende roboter». Dette handler blant annet om at lette robotarmer i stadig større grad kan integreres i eksisterende produksjonssystemer.

Stadig lettere roboter

– Robotene kommer ned i en vekt på noen kilo, de er tryggere å jobbe med og stopper på en forsiktig måte hvis de først kolliderer. Men slike robotarmer jobber i dag i blinde. De trenger å bli mer intelligente så de ikke kolliderer hele tiden, og det er her vi kan komme inn i bildet, sier Bakken.

Ved å koble en sensor til roboten får vi en trygg robot som ser. Og da kan kanskje roboter jobbe ved siden av menneskene – i stedet for å plasseres i bur.

Oppdaterer bevegelser ti ganger i sekundet

Det hele startet med et behov for raskere reaksjon i en robotarm. 

– Utgangspunktet vårt var å hjelpe roboten til å se omgivelsene sine, forteller Bakken. Dette ble til et 4-årig prosjekt, der forskerne blant annet tok i bruk en 3D-sensor som ble koblet til roboten.

– Denne sensoren oppfatter objekter i rommet. Den registrerer hvor objektene befinner seg i forhold til robotarmen, forklarer forskeren.

En robot er nemlig avhengig av å mates med databeregninger for å bestemme hvilke retninger den skal bevege seg i. I dette tilfellet produserer sensoren data som sendes til en pc. Her bearbeides dataene for så å sendes videre til robotarmen. Forskerne har klart å få disse beregningene til å gå fort.

– Vi har klart å få til en oppdatering av bevegelsene ti ganger i sekundet, forteller Bakken.

Tidligere måtte det mange flere sekunder til for å regne ut en ny bevegelse, og roboten hadde kanskje allerede rukket å kollidere med omgivelsene sine. Nå behøver ikke roboten å stoppe opp og tenke seg om før en ny bevegelse er klar.

– Ved å kombinerer rask sensorteknologi med smarte algoritmer, det vil si beregninger, får vi til en konstant, sømløs manøver, sier Bakken.

Veien videre

Forskningsmiljøet har fått mye oppmerksomhet fra omverdenen for videoene som viser hvordan roboten fungerer. Forskerne har fått et generelt system de ønsker å bruke i flere prosjekter framover, og akkurat nå jobbes det med å selge inn ideen til industrien.

– Det er også mulig å bevege sokkelen på roboten og forflytte den slik at den blir mer selvstendig. I framtiden kan vi se for oss roboter som kjører rundt på arbeidsplassen og utfører et arbeid uten å kollidere med folk eller gjenstander, sier Marianne Bakken.