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前沿扫描六则

2022-02-11白俊杰

农村青少年科学探究 2022年10期
关键词:声呐行星角膜

“人造树叶”可在水上生产清洁燃料

全球约80%的贸易是由以化石燃料为动力的货船运输的,但在围绕气候危机的讨论中,该行业几乎没有受到关注。英国剑桥大学研究团队设计出一种超薄、灵活的设备,就像“人造树叶”,其灵感来自植物将阳光转化为食物的光合作用。户外测试证明,它们能生产一种可持续的汽油替代品。这种设备成本低、足够轻,可以漂浮在水上而不会占用陆地空间。这是第一次在水上产生清洁燃料,如果扩大规模,“人造树叶”可用于受污染的水道、港口甚至海上,有助于减少全球航运业对化石燃料的依赖。

模拟昆虫复眼和蝙蝠声呐造出仿生超级三维相机

蝙蝠可通过回声定位或声呐将周围环境的画面形象化;昆虫的复眼则由数百到数万个单独的视觉单元组成,使其从多条视线看到同一事物成为可能。美国加州大学洛杉矶分校的生物工程师模仿苍蝇的多视图视觉和蝙蝠的自然声呐感应,开发了一类新的仿生3D 相机系统,从而产生具有非凡深度范围的多维成像,还可以扫描盲点。在计算图像处理支持下,该相机可破译隐藏在角落或其他物品后面的物体的大小和形状。这一技术能集成到自动驾驶汽车或医学成像工具中,其传感能力远远超出当今最先进水平。

用于边缘AI的神经形态芯片问世

一个国际研究团队设计并制造了一种直接在内存中运行计算的芯片,可运行各种人工智能(AI)应用,而且它能在保持高精度的同时,仅消耗通用AI 计算平台所耗能量的一小部分,兼具高效率和通用性。这款神经形态芯片使AI 离在与云断开的广泛边缘设备上运行又近了一步。在云中,AI 计算可随时随地执行复杂的认知任务,而不需要依赖与中央服务器的网络连接。从智能手表到虚拟现实(VR)耳机、智能耳机、工厂中的智能传感器和用于太空探索的漫游车,其应用比比皆是,遍及世界的每一个角落和人类生活的方方面面。

迄今最小流量驱动电机仅25纳米

几千年来,旋转“电机”一直是人类社会的动力源。从荷兰及世界各地的风车和水轮,到今天代表绿色能源未来的先进的离岸风力涡轮机。这些由水流或风力驱动的旋转马达在生物细胞中也有突出的应用,FoF1-ATP 合成酶就是一个例子,它能产生细胞运行所需的燃料。近日,荷兰代尔夫特理工大学研究人员用DNA 材料制成世界上最小的流量驱动电机,大小只有25 纳米。它背后的技术和物理机制为制造合成纳米电机开辟了一条全新途径——流量驱动的纳米涡轮机,这是一个尚未被探索的领域。

生物工程角膜恢复视障患者视力

角膜主要由胶原蛋白组成。瑞典林雪平大学和LinkoCare 生命科学公司的研究人员联合开发了一种由猪皮中的胶原蛋白制成的类似于人类角膜的植入物。他们还开发了一种新的微创方法来治疗圆锥角膜。这种方法不需要缝合,可以通过先进的激光技术进行高精度角膜切口手术,也可在需要时使用简单的手术器械手动进行。外科医生使用这种手术方法和植入物在20 名因晚期圆锥角膜而失明或濒临失明的人身上开展了试点临床研究,结果使他们全部恢复了视力。

三成质量是水的新“超级地球”被发现

加拿大、法国等国的科学家组成的国际团队新发现了一颗系外行星TOI-1452 b,其质量约为地球质量的5 倍,其中30%的质量为水,围绕距离地球约100 光年的天龙座星座中的一颗小恒星旋转,可能是一颗完全被水覆盖的“海洋行星”。近年来,天文学家已经确定了许多系外行星的半径和质量,这些行星的大小介于地球和海王星之间(约为地球的3.8 倍)。其中一些行星的密度表明,其质量的很大一部分由比构成地球内部结构的物质更轻的物质(比如水)组成,这些天体被称为“海洋行星”。

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