前沿科技动态

欧洲联合团队首次从硅中分离出人造原子

据Tech Xplore网2021年1月4日消息，法国蒙彼利埃大学、法国国家科学研究中心和德国莱比锡大学等欧洲研究机构组成的联合团队成功从硅材料中分离出单个人造原子。近年来，业界一直在探索如何使用单个人工原子来增强硅基量子集成电路的性能。联合团队研究人员在硅晶片中注入碳原子，产生量子荧光体，从而创造出人造原子。这种人造原子可以在电信波长下发射单光子，有希望在光纤中实现长距离传输。该研究有望为大规模量子网络的研发铺平道路。（唐乾琛）

（图片来源：Tech Xplore）

哈佛大学开发出基于Wi-Fi的新型协作机器人系统

据Tech Xplore网2021年1月19日消息，哈佛大学研究人员开发出一种基于Wi-Fi感应的新型系统，可增强复杂环境中运行的机器人之间的协作。该系统可以模拟Wi-Fi信号在空中的传播路径，并动态计算信号收/发机器人的空间方位和运动轨迹，最终通过算法评估信号最强的发射方向，确认机器人之间的相对位置。在复杂环境中，图像传感器等设备不具备最佳的工作效能，无法支撑多个机器人之间的协同工作。因此，新系统可以为改善此类环境中机器人的协调性开辟新的可能性。（唐乾琛）

（图片来源：Tech Xplore）

微软公司和悉尼大学取得多比特量子计算控制新突破

据微软研究博客2021年1月27日消息，微软公司和悉尼大学合作开发出新型量子计算机硬件，可控制数千个量子比特。研究人员开发出一个低温量子控制平台，使用专用的CMOS（互补金属氧化物半导体）集成电路来处理数字信号输入，并通过名为“Gooseberry”的芯片将经典计算指令转化为控制量子比特的电压脉冲。通过这种方式，该系统将能够实现数千个量子比特的控制，远超目前量子计算机的规模。尽管该研究仍处于验证阶段，但其有望为通用量子计算机的推出创造新的可能性。（唐乾琛）

(图片来源：Microsoft)

日本东京大学用蚊子嗅觉受体开发出微型癌症检测仪

据sciencemag网2021年1月13日消息，日本东京大学的研究团队利用蚊子嗅觉受体开发出一种微型传感器，可检测癌症患者呼吸中特定气味物质。蚊子的嗅觉受体与特定气味分子连接时，细胞膜上会打开一个孔，让离子进入细胞，从而检测出特定气味物质。该传感器嵌入了蚊子嗅觉受体的人工细胞膜，可检测存在于人类汗液中、作为肝癌生物标志物的辛烯醇，并通过缩小注射呼吸样本的路径，来提高传感器灵敏度。该团队希望在10年内将这种低成本、高精度传感器投入实际使用。相关研究成果发表于《科学进展》期刊。（刘发鹏）

（图片来源：NHK）

德国将建欧洲最大“绿氢”工厂

据Reuters 2021年1月22日消息，壳牌、三菱重工(MHI)、瑞典公用事业公司Vattenfall和德国汉堡市市政供热供应商Warme Hamburg近日联合宣布，将在德国汉堡市已关闭的Moorburg燃煤电厂的原址，建设拥有100兆瓦容量电解槽的制氢工厂，利用风能和太阳能生产绿色氢气。根据项目合作意向书，上述四家公司除了建设100兆瓦的可扩展电解槽外，还将在5年后，利用燃煤电厂的现有基础设施，将该制氢工厂进一步发展为“绿色能源中心”。（张宇麒）

（图片来源：Rechargenews）

美国马里兰大学开发可变形打印喷嘴，控制3D打印材料纤维方向

据Tech Xplore网2021年1月6日消息，美国马里兰大学研究人员开发出一种可变形的3D打印喷嘴，能够在打印过程中控制纤维填充复合材料的纤维方向。与传统3D打印材料相比，纤维填充复合材料得益于其短纤维，能够增强部件的强度或导电性，但其纤维方向在打印过程中难以控制。此次开发的打印喷嘴侧面具有可充气的致动器，通过将空气泵入或泵出，使喷嘴形状发生变化，改变纤维在连续挤出中的方向，从而控制零件性能。此方法打印出的零件在受到特殊刺激下或能重塑形状，将为4D打印研究带来新启发。（张宇）

（图片来源：Tech Xplore）

美国Saildrone公司推出新型无人艇，可长时间自动测量海底地形

据Saildrone官网2021年1月20日消息，美国Saildrone公司最近推出用于海底地形测量的无人艇Surveyor。该艇长约22米，依靠风能和太阳能提供动力，可在海上连续工作12个月，同时还配备多波束测深系统，最大测量水深达7000米。海底地形测量可以帮助开展一系列活动，如运输、沿海保护和深海资源收集等，但同时也是一项非常耗时且费力的调查工作。该无人艇未来计划配备新设备后，增加自动采集生物样本的功能。（武志星）

（图片来源：Saildrone）

3D打印无人潜航器助力美军打造水下“幽灵舰队”

据PopulArmechanics网2021年12月30日消息，美国高科技公司Dive Technology推出一种利用3D打印制造的无人潜航器“潜水-LD”，并与美国海军水下作战中心及DARPA达成了合作协议。该潜航器装有智能“大脑”，能够自主规划航行路线、规避障碍及其他船只。同时，其最大潜深可达6000米，而美国现役“海狼级”核潜艇潜深仅为600米左右。载人潜艇动辄造价数十亿美元，而采用3D打印新型制造技术后，无人潜航器的成本将进一步降低，这使美海军能够打造一支比载人潜艇舰队更为庞大的无人水下“幽灵舰队。（武志星）

（图片来源：PopulArmechanic）

美国桑迪亚国家实验室利用机器学习技术加速新材料设计过程

据EurekAlert！网2021年1月5日消息，美国桑迪亚国家实验室研究小组成功使用机器学习完成繁琐的材料科学计算，大幅加快了先进材料设计速度。研究人员表示，利用机器学习技术进行材料科学计算，可比正常速度快40，000倍。机器学习算法擅长在海量数据中寻找“隐藏”的因果关系，可用于解决材料领域基础科研中的种种问题，使得新材料研发速度提升百倍、千倍，进一步推动光学、航空航天、能量存储和潜在医学等新技术的发展。（武志星）

（图片来源：EurekAlert！）

瑞典林雪平大学开发了基于卤化钙钛矿的高效蓝色发光二极管

据Phys.org网2021年1月14日消息，瑞典林雪平大学研究人员开发出基于卤化钙钛矿的高效蓝色发光二极管，可在451～490纳米波长范围内发出深蓝色至天蓝色的光。目前，钙钛矿已经制成了用于绿光和红光的LED，但还无法制成蓝光LED。在钙钛矿中产生蓝光的挑战在于，它需要含有大量氯化物的化学成分，这会使钙钛矿不稳定。之前使用所谓的“量子限制技术”制造了基于钙钛矿的蓝色LED，但其效率很低。此次研究人员借助于“蒸气辅助结晶技术”可以产生具有所需氯化物量的稳定钙钛矿，由此制成的基于钙钛矿的蓝色LED的能源效率达到了11%。（武志星）

（图片来源：Phys.org网）

英国政府授予势必锐航空系统公司3000万英镑合同，以开发“蚊子”忠诚僚机

据JANES网站2021年1月25日消息，英国政府授予势必锐航空系统公司价值3000万英镑的第二阶段项目合同，以开发“蚊子”忠诚僚机。该项目旨在开发和验证一种技术演示器，作为更广泛的轻型可消耗新型战斗机（LANCA）项目的一部分。据悉，英国计划在2024年前拥有全面的飞行器飞行测试计划。未来，该无人机或将与英国皇家空军的“台风”战斗机和F-35B“闪电”战斗机，以及现在处于研发阶段的“暴风雨”隐形战机一起协同行动，以提升飞行员的战场生存能力。（张嘉毅）

（图片来源：JANES）

IARPA启动天基机器自动识别技术计划

据IARPA官网2021年1月11日消息，IARPA启动天基机器自动识别技术（SMART）计划。SMART计划将自动进行多源卫星图像的广域搜索，以检测、监视和表征动态过程（例如重型建筑或农作物生长）的进程。该计划将使用海量图像和机器学习技术来扩展图像分析能力，并提升对人为活动和自然变化的监控能力。该项目将重点关注5个研究方向：一是通过融合军用、政府和商业卫星的数据来检测人为活动；二是应用机器学习来改善中等分辨率成像卫星的图像数据；三是提升变化检测精度；四是在情报采集中利用SMART技术；五是降低数据融合的不确定性。（张嘉毅）

（图片来源：IARPA）

日本计划在2035年前装备无人战斗机

据GUARDING INDIA网站2021年1月2日消息，日本防卫省正在开发无人战斗机，计划在2035年前装备部队。斯巴鲁公司和三菱公司参与该无人战斗机的研发工作，其中斯巴鲁公司负责开发远程飞行控制技术，三菱公司负责设计无人机之间的信息共享系统。日本防卫省计划分三个阶段开发无人机：第一阶段是制造无人机；第二阶段是用一架有人机控制多架无人机；第三阶段是设计和制造完全自主控制的无人机。此外，日本目前已经选定三菱重工作为该国新一代战斗机的主要承包商，并确定美国洛马公司为该项目的合作伙伴。（张嘉毅）

（图片来源：guardingindia.com）

美国FDA批准全球首个艾滋病长效注射药物上市

据FDA官网2021年1月27日消息，美国艾滋病治疗企业ViiV Healthcare（ViiV）与杨森制药合作开发的Cabenuva获美国食品药品监督管理局（FDA）批准上市，以取代传统的抗逆转录病毒方案，用于治疗艾滋病（HIV）成人患者。这是FDA批准的首个针对HIV成年患者的完整注射方案，患者仅需每月接受一次治疗，就能达到抑制病毒的效果。该药物是HIV治疗史上的里程碑，意味着一种全新的、更便利的疗法的诞生。（肖尧）

（图片来源：Healthline）

哈佛大学开发出可自主组成集群的机器人鱼

据Tech Xplore网2021年1月13日消息，哈佛大学威斯研究所研究人员受鱼类启发，开发出一种无需外部控制，即可自主导航并组成集群的水下机器人。这类名为Bluebots的机器人被3D打印成鱼的形状，配备了摄像头、光传感器以及LED灯，通过摄像头检测相邻机器人的LED信号，Bluebots能够使用自定义算法确定距离、方向和航向，机器人之间可实现集聚、分散以及成圈等自组织行为。该水下机器人集群或可对珊瑚礁等脆弱生物进行监测，并在水下搜索和救援中发挥作用。（张宇）

（图片来源：Tech Xplore ）

英国能源公司Shearwater Energy与美国NuScale公司合作开发风电与SMR混合发电系统

据BBC 2021年1月15日消息，英国混合清洁能源公司Shearwater Energy已与美国NuScale公司签署了一份谅解备忘录。双方将基于NuScale领先的小型模块化反应堆（SMR）技术和英国海上风能及氢气生产技术，在北威尔士开发一个风电-SMR和制氢混合能源项目，探索综合发电应用。Shearwater Energy公司称，预计混合发电系统每年将产生3吉瓦的零碳能源，以及3000多吨绿色氢气。（张宇麒）

（图片来源：Powermag）