最新科技成果一览

最新科技成果一览

1,美大学成功研发可模拟人脑信息传递半导体技术
据《日本经济新闻》8月11日报道，美国IBM和美国康奈尔大学成功开发了一种模拟人类大脑的信息传递机制的半导体技术。根据这种技术制造出的半导体从设计理念上就不同于现有计算机使用的半导体芯片。这种半导体将来可能应用于研发即使没有人类命令也能自己学习，进而解决问题的人工智能。相关内容发表在8月8日的美国《科学》杂志上。
人类大脑的神经细胞由无数被称为“突触(synapse)”的组织连接起来，能传递信息和进行记忆。大脑尽管体积有限，但能够以微量的能量完成复杂的工作。有分析认为如果制成模拟大脑的半导体芯片，就能开发出能完成人类大脑同样工作的计算机。IBM的日美研究所和美国康奈尔大学的研究团队试制了一种具有模拟神经细胞与突触之间电路的半导体芯片。可以模仿100万个神经细胞和2亿5600万个突触的运作。   　
研究团队利用试制的半导体芯片，成功完成了对人物图像等的识别工作。同时发现耗电量极低，只需70毫瓦。
被誉为“计算机之父”的数学家冯·诺伊曼于1946年提出计算机构想。之后的计算机都采取根据事先存储的程序，逐步执行命令的模式。这种计算机被称为“诺伊曼型”。从设想提出直到如今，所有的计算机都采用了诺伊曼型。不过，对半导体进行微细加工，以提升计算机处理速度这一传统方式在加工技术方面正在趋近极限。
IBM为了突破极限，除了模拟大脑之外，还应用了量子力学的原理，一直在致力于研究被称为“非诺伊曼型”的新一代半导体。IBM认为这次的成果是对约10年研究的重大总结，认为将来有望开发出以扭扣电池驱动的邮票大小的超级计算机。
IBM的研究团队认为，如果将已开发出来的芯片大量组合在一起，就能构建拥有数千亿个突触的系统。IBM于7月宣布，在今后5年里投资30亿美元，以开发新一代半导体。除了模拟大脑的半导体以及革新此前的微细加工技术之外，还致力于利用碳纳米管等新材料。力争应用于对大数据进行分析的高性能计算机等。
此项研究由美国国防部下属的国防高级研究计划局(DARPA)提供了5300万美元援助。该局为负责互联网开发援助等的美国政府科研援助机构。

2,美科学家创造出低成本自我组装纸片机器人
哈佛大学和麻省理工学院科学家及工程师，结合折纸艺术、儿童玩具，甚至好莱坞电影《变形金刚》的概念，创造出会自我组装的纸片机器人。这种发明可能引发自动机器装置革命，引进低本低廉，而又容易制造的机器人。
据报道，这种利用工艺店材料制造的机器人成本只要100美元(约合人民币616.2元)，包括80美元(约合人民币492.9元)的现成微形电池和马达，其它材料费为20，美元(约合人民币123元)。一旦启动，从平板纸张变成会走动的四脚机器人，前后只要四分钟。
专家说，这种新式机器人日后可能用于太空探险、进入崩塌灾区进行搜救，或是加快装配线的制造流程。这种科技也可能用以制造自我组装家具，甚至在灾区自我组装临时避难所。
虽然这种发明可能还要再过几年才能上市，可是在《科学》期刊发表的研究报告说，这种新进展为个人化机器人开启新的疆界。
哈佛研究员费尔顿 (Sam Felton)说，这种装置不仅材料很便宜，而且很容易重新设定程序，制造不同功能的机器人。这种细薄机器人是用一些材料层层组装而成，包括纸张，中间有一层蚀刻成网状电引线的铜，外层是会记忆形状的聚合物，一加热就会自动折迭成预设形状。一旦启动电池和马达，平板材料会自动折迭起来，然后像螃蟹一样急急忙忙的走开。
初步制造的机器人使用比普通8.5*11英寸(1英寸约合2.54厘米)长宽的纸张略小一点的平板材料，自动组装成的机器人长宽各约6英寸，高约2英寸，重量不到3盎斯(约85克)，每秒可移动大约2寸。
费尔顿说，他们花了大约11000美元(约合人民币67780元)，打造用以制造这种机器人的装备，然后只要花100美元材料费就可以制造一个新的机器人。
研究团队希望自动组装机器人的商业用途会逐渐增加。费尔顿说，以后想要蹓狗机器人，甚至能够陪伴下棋的更复杂机器人，可能只要到拥有制造这类装置的商店订购就行了。

3,科学家正研究用激光来探测半英里外的爆炸物
试想一架飞机正飞过某片土地的上方，而你却需要识别出隐藏的毒品或爆炸物——尽管听起来非常不现实，但这正是科学家研究远程激光传感技术的目标之一。最近，这类研究迎来了更进一步的发展。据发表在《美国国家科学院院刊》上的一项新研究所述，研究人员已能够使用单激光来探测1公里(0.6英里)外的某种化学物质。   
美国德州农工大学(Texas A&M University)生物医学工程师、兼本次研究合著者之一的Vladislav Yakovlev在一封致TheVerge的邮件中表示：“这为遥感技术开启了一扇全新的大门”。
此前的研究以描述过类似的激光传感技术，但是“没有人在如此远的距离上实现过”，“尤其是仅采用单发激光”。这项技术利用了“拉曼散射”(Raman scattering)效应——即光通过一种物质，使得包含特定分子的材料产生一定水平的震动的一种物理现象——而后，光散射会引起一小部分光脉冲的颜色变化。
对于特定的化学物质来说，光色变化都是独一无二的。因此我们可以通过这一现象来辨识出特定的化学物质，甚至粉末状的硝酸铵和硝酸钠——两者皆可用于制造炸弹——有效距离亦达到了0.2英里(400米)。
对于激光可能对人眼造成的潜在损伤，使用者也可以通过配备保护措施来避免。目前全套系统的组装价格在30000美元左右，但研究人员希望它能够在接下的几年里变得成本更加实惠。

4,美军欲用3D打印食物取代士兵现食用口粮　
据外媒报道，日前，美国纳蒂克士兵研究开发与工程中心的科研人员正在对3D打印食物进行研究，希望能让这种新型食物取代士兵现所食用的口粮。
食品专家Mary Scerra接受采访时称：“由于它最终能用于打印所需的食物，所以它能够降低成本。打个比方，你想吃三明治，我想吃意大利饺。这样你就可以打印你的想吃的，这样能够起到减少食物浪费的作用。 
3D打印食物已然不是一个什么新兴概念了，科研人员早已开始宇航员3D打印食品的研究。3D打印食物对于战场上的士兵来说同样也是非常实用的。一方面，3D打印可以为士兵打印出他们想要食用的肉制品，这样可以保证他们得到充足的营养。另外，3D打印还能加长食品的保质期。
如果这种技术最终成熟，那么它将意味着士兵可以自己单独在战场上为自己制作食物。

5,日京大成功研发新材料锂电池寿命将延长超6倍
据日本《京都新闻》8月3日报道，英国科学杂志《Nature Communications》于1日宣布，就职于日本京都大学工学研究科的教授田中功和田中胜久、副教授藤田晃司与夏普的共同研究小组，近日成功研发新材料，能使家庭用的蓄电池系统的大型锂离子电池的寿命延长6倍以上。  
迄今为此，大型锂离子电池上的正极使用的是磷酸铁锂。但是在充电时，正极就会大幅度收缩从而造成裂纹等，电池就容易老化。
据报道，研该究小组通过以量子学理论为基础的计算手法，寻找最适合使用在正极上的元素组成。研究结果表明，把磷酸铁锂中的一部分铁换成锆，一部分磷换成硅元素的话，充电时的体积变化就会大幅度减小，电池寿命就会延长。           　
据悉，锂电池正极材料实际合成后，结果也表明与计算结果有着同等的功能。据实验显示，以每天充1次电为例，预测锂电池的寿命将从现今的10年有余延长至70年左右。田中功称“这次研发新材料的计算方法也可以广泛适用于锂离子电池以外的其他地方”。

6,日本两大机场再次挑战机器“认脸”实验
据日本《朝日新闻》报道，4日起，日本法务省在羽田机场和成田机场再次挑战面部识别系统的实证实验。考虑到2020年东京奥运会时访日外国人会大幅增加，法务省计划在奥运会开幕之前正式导入该系统。  　
面部识别系统是将在通过机场出入境审查口时拍摄的照片，与护照内藏芯片的面部照片进行对照，通过分析照片上的面部凹凸，眼睛、鼻子、嘴等五官位置来核实被检人员身份，该系统可使出入境审查更加快捷。在英国、德国、澳大利亚和香港等地已成功导入该系统。
实验对象将只限于日本公民。日法务省表示:“现在每位工作人员审查的位置可以放置2台机器，可以缩短等候时间。”在日本公民的审查自动化后，原本的工作人员就可以被安排到外国人审查窗口，“进而促使外国人的审查更为顺畅”。         
据悉，日本法务省早在2年前就为引入该系统，在羽田、成田两机场进行了实验。但是，实验中出现了17%的错误识别，所以计划暂且搁置。此后，由于通过制造商的努力，系统在技术上得到了大幅度提升，另外由于东京申奥成功，所以决定“再次挑战”。

7,日本超级计算机“京”成功用于抗癌药物研发
据日本《读卖新闻》报道，日本制药企业兴和公司与东京大学、富士通联手，利用日本理化学研究所的世界最快超级计算机“京”，成功研发出新型抗癌药物的研发。 
本次引人注目的合作技术被称作“IT制药”，这项全新的技术有利于高效地制作预期治疗效果显著的药。
研究中，研究人员着眼于对癌细胞增殖发挥重要作用的蛋白质。研究人员以这种特殊蛋白质为切入点，利用超级计算机“京”模拟计算出了能够有效抑制癌细胞增殖的化学物质。因为要计算出这种癌细胞特具的蛋白质与可能有效的药物结合的情况以及对体内水分的影响极为复杂，所以只有使用超级计算机进行精密的模拟实验才能使之成为可能。  　
在本次合作中，富士通负责在超级计算机“京”上进行化学物质的模拟实验。兴和公司负责验证抗癌物质能否真正的被化学合成。东京大学则负责改良模拟实验的方法。