APP下载

前沿扫描六则

2019-07-05白俊杰

农村青少年科学探究 2019年4期
关键词:脑电波甲烷氢气

美国研究人员将脑信号直接转化为语言

当人们听别人说话甚至想象听别人说话时,脑电波会呈现出特定模式。多年来,科学家一直在尝试解读这类脑电波,并努力将其转化为声音语言。近日,美国哥伦比亚大学研究人员利用语音合成技术与神经网络算法新开发出一种“声码器”,可将受试者倾听数字时产生的脑电波还原为他们听到的声音。测试显示,约75%的情况下,“声码器”能将人脑电波还原为可被人类理解的一串数字。研究人员说,这是开发脑机接口技术的一项关键性进展。未来他们计划利用更加复杂的词汇进行测试,最终目标是开发一款可植入设备,可将中风等说话能力受损的患者的想法转化为语言,让他们重获交流能力。

改造母鸡基因,可产含人体蛋白质的蛋

目前基于蛋白质的药物,如抗体疗法中使用的阿瓦斯汀和赫赛汀等,高质量生产它们的唯一方法就是哺乳动物细胞培养技术,生产成本昂贵且产量低;其他方法则需要复杂的纯化系统和额外的处理技术,成本也很高。爱丁堡大学研究人员通过对母鸡基因进行改造,使其产下的鸡蛋中含有某些人体蛋白质,为生产人类健康所需的蛋白和治疗疾病找到了非常廉价的途径。到现在为止,经过基因改造的母鸡已能够产生两种类型的人体蛋白质:一种是被称为干扰素(IFNalpha2a)的人体蛋白质,它具有强大的抗病毒和抗癌作用;另一种是名为巨噬细胞(CSF)的人类和猪类蛋白质版本,其正被用于开发一种刺激受损组织自我修复的疗法。

可见光工艺将甲烷转乙烷和氢气只需一步

传统的甲烷变换反应需通过多个工序且消耗大量能源,研究人员一直期待开发出将甲烷直接变换为有用化学品的化学流程。最近,日本九州市立大学天野史章准教授领导的研究小组独立开发了用于激活气相分子的光电化学反应过程,利用可见光在低温下将甲烷(CH4)转换为乙烷(C2H6)和氢气(H2)。在使用氧化钨(WO3)电极时,在蓝色可见光照射下进行甲烷的均质偶联反应,发现在所有产物中以50%以上的选择率生成乙烷。通过施加电场,光激发电子和空穴的再结合被抑制,与传统的光催化反应方法相比,量子效率大幅度提高。这是首次实现室温下使用可见光能源制造氢气。这种新工艺有望利用丰富的天然资源甲烷制造氢气和化工产品原料,创造新的燃气化学产业。

“第三只手”机械臂可用眼神和口令指挥

日本松下公司日前在东京展示了其机器人技术的最新研究成果,包括“第三只手”机械臂、机器人控制技术等。机械臂的用处非常广,但这是一个复杂系统,要考虑参数摄动、外界干扰及未建模动态等不确定性。而对于不同的任务,都需要规划机械臂关节空间的运动轨迹,才能建模成功。在最新的演示中,工程师佩戴了一种特殊传感器眼镜,并通过这种眼镜,用眼神和口令指挥机械臂运作。这只机械臂被安装在工程师身上,看似好像又长了一只臂膀,因而被称为“第三只手”机械臂。该机械臂由松下公司和早稻田大学联合研发,可完成人类双手无法照顾到的工作和工程。演示中,当人类在安装木板时,“第三只手”机械臂可以帮助稳定目标物体,还能非常精确地抓取人类手中的螺丝刀。

新研究发现可用WiFi信号发电

WiFi在我们身边无处不在,美国和西班牙科学家采用只有几个原子厚的二维半导体制成了新型的整流天线,它可以捕获WiFi信号,并将其转化为电能,为电子设备提供电力。在实验中,研究人员将这一设备暴露于WiFi信号中时,可以产生大约40微瓦的功率,足以点亮手机显示器或硅芯片。目前,研究人员研发的这一设备能量转化率约为30%,下一步他们还将进一步提高设备效率。由于这种新设备非常薄且具有柔性,未来拥有广泛的应用前景,包括柔性手机、可穿戴电子设备、植入式医疗设备、物联网传感器等都将有其用武之地。除了可以利用WiFi之外,研究人员表示,我们身边的4G、蓝牙等射频信号也都可以加以利用,转化为电能。

俄新设备可用微生物处理空间站垃圾

俄罗斯科学院化学物理研究所科研人员日前开发出用微生物处理空间站垃圾的特殊设备,同时还可以用这些微生物发电,供空间站上的各种设备使用。这个微生物处理器原型机是一个重量大约2千克的小盒子,两端分别连接阳极和阴极,盒子本身被薄膜分为两个部分,微生物充当电化学反应的催化剂,太空垃圾在经过处理后产生自由电子,它们在环路中移动到阴极,在那里与氧化剂相互作用,发生氧化还原反应之后,电力就生产出来了。氧气等物质可以作为氧化剂。处理器的燃料可以是餐巾纸,也可以是其他任何能生物降解的固体和液体废料。研究人员指出,根据投入的垃圾类型,这种生物燃料原型机能够独立工作100小时至400小时,之后需要补充新的微生物群,但装置可多次重复使用。

猜你喜欢

脑电波甲烷氢气
低碳氢在炼油行业具有巨大潜力
液氧甲烷发动机
能感应人的脑电波并自动关机的电视机
论煤炭运输之甲烷爆炸
能感应人的脑电波并自动关机的电视机
Gas from human waste
大嘴找规律
不走神耳机
去火星 找甲烷——“火星生命2016”概述
氢气对缺血再灌注损伤保护的可能机制