前沿科技动态

美国Peraton Labs公司开发出可大幅提高数据传输速率的新光通信网络

据科技纵览杂志网站2021年5月7日消息，美国Peraton Labs公司开发出新光通信网络，可大幅提高超级计算机的数据传输速度。通常，超级计算机处理器的运算速率极快，但与计算机子系统间的数据流效率不高，造成了数据传输瓶颈。Peraton Labs研究人员开发出一种涉及可重配置网络（FLEET）的系统，扩展了超级计算机的光网络接口，并采用光学交换机，使系统可以快速重新配置数据流，将数据传输速率提高100倍。该网络除光网络接口的其他部分均以现有组件构成，可轻松集成到现有系统。（唐乾琛）

(图片来源：IEEE Spectrum)

日本将建造首艘破冰型LNG动力科考船

据Maritime网站2021年5月17日消息，日本国立海洋研究开发机构计划建造日本首艘具有破冰能力的科考船，用于北极探索研究。这艘新船长128米，总吨位13,000吨，能够以3节的航速在1.2米厚的冰层中航行。新船将配备双燃料发动机，可以使用LNG和燃料油运营，预计建造成本约为340亿日元（约合3.11亿美元）。日本国立海洋研究开发机构将在5月为这艘北极科考船招标，投标书将在7月中旬之前提交，在8月确定中标船厂，新船计划在2026年交付运营。（武志星）

(图片来源：Maritime网站)

台湾大学、台积电与麻省理工学院开发出有望延续摩尔定律的铋材料电极

据Tom’sHardware网2021年5月17日消息，台湾大学、台积电与麻省理工学院使用半金属铋（Bi）材料制作二维材料的接触电极，可大幅降低电阻以提高电流，促进更小芯片制程的开发。在这项工作中，麻省理工学院团队首先发现半金属铋（Bi）作为电极的可能性，随后台积电技术研究部门将铋沉积制程进行优化，台湾大学团队运用氦离子束微影系统将元件通道成功缩小至纳米尺寸。这项新技术的突破，将解决二维半导体进入产业界的主要问题，有望作为一项延续“摩尔定律”的重要技术。（唐乾琛）

(图片来源：Tom’s Hardware)

美国科学家开发出可将脑中“笔迹”转为文本且准确率超99%的新脑机接口系统

据Nature官网2021年5月12日消息，美国斯坦福大学的研究人员将AI软件与脑机接口设备结合，成功开发出一套全新的皮质内脑机接口系统。该系统利用大脑运动皮质的神经活动，首次破译与手写笔记有关的大脑信号，并使用递归神经网络（RNN）解码方法将笔记实时翻译成文本，快速将瘫痪患者想手写的东西转换为电子文本，可让患者不用手也能快速打字。受试者每分钟能输入90个字符，是此前使用脑机接口打字纪录的两倍多，且在线原始准确率为94.1%，离线自动校正的准确率超过99%，被视为脑机接口和机器学习技术发展的重要里程碑。该项研究成果发表于《自然》期刊。（张芮晴）

(图片来源：Nature)

德国科学家利用植物识别程序来分析生态变化

据Ecography官网2021年5月14日消息，德国多个研究机构组成的联合研究团队成功利用智能手机的植物识别程序“Flora Incognita”，记录和分析了德国生态系统的变化。该植物识别程序可快速识别4800种以上的植物物种，能记录大规模的生态模式，可用于推导生态模型，有助于构建生物地理数据模型，对生物多样性和环境研究具有巨大潜力。随着此类应用程序用户的增加，未来将能实时记录和分析全球生态系统的变化。相关研究成果发表于《描述生态学》期刊。（张芮晴）

(图片来源：Max Planck Institute)

美国哥伦比亚大学科学家设计出可读取并操纵大脑信号的新神经电子系统

据PNAS官网2021年5月11日消息，美国哥伦比亚大学的研究团队设计出高性能的可植入系统（MTA），可操纵大脑信号并抑制病理耦合，或可改善神经精神疾病的治疗。该系统使用可适应的导电聚合物电极，实时获取单个神经动作电位，使研究团队能创造出一种新颖的闭环协议，在癫痫网络中实时抑制海马体和大脑皮层间的病理耦合。该设备允许把有针对性的高时空分辨率响应性神经刺激方法应用于各种大脑功能，大大拓宽了长期修改神经网络和治疗神经精神疾病的能力。相关研究成果发表于《美国科学院院刊（PNAS）》期刊。（张芮晴）

(图片来源：COLUMBIA ENGINEERING)

瑞典查尔姆斯理工大学提出一种由水泥制成的可充电电池新概念

据AZOM2021年 5月19日消息，瑞典查尔姆斯理工大学提出一种由水泥制成的可充电电池新概念。研究人员首先在以水泥为基础的混合物中加入少量的短碳纤维，以增加导电性和弯曲韧性，然后在混合物中嵌入一个金属涂层的碳纤维网——铁为阳极，镍为阴极。瑞典查尔默斯理工大学Emma Zhang博士表示，虽然该电池平均能量密度为每平方米7瓦时（或每升0.8瓦时），与商业电池相比能量密度很低，但因电池建造体积巨大，可存储可观的能量供人使用。此外，该电池可以与太阳能电池等设备耦合，为高速公路或偏远地区提供电力。（张宇麒）

(图片来源：Yen Strandqvist)

欧空局拟开展“月光”计划，以建设月球通信和导航星座

据The Register网站2021年5月21日消息，欧空局（ESA）与由萨里卫星技术有限公司和Telespazio牵头的两个财团签署合同，拟开展“月光”计划构建月球星座，以为各类月球任务提供通信和导航服务。欧空局希望建立月球星座，以提供持续的月球链接能力，为人类地外居住和深空探测奠定基础。预计，该星座将于2023年开始建设部署，于2026年前后投入运营。（张嘉毅）

(图片来源：spacewatch)

英国格拉斯哥大学开发出可使用反射波创建三维图像的新算法

据SciTechDaily网2021年5月9日消息，英国格拉斯哥大学开发出新算法，可用反射的声波或电磁波创建三维图像。首先，研究人员需测算扬声器发出的声音片段或小天线发出的无线电波脉冲在室内空间内发射并返回到传感器所需的时间。通过分析结果，该算法可以推断出一个房间的形状、大小和布局，以及存在的物体和人。结果以视频形式显示，可将回声数据转化为三维视觉形式。这一研究成果与蝙蝠回声定位的关键区别是，蝙蝠有两只耳朵来帮助其导航，而该算法被调整为使用单点收集的数据而工作。研究人员表示，该技术可用于通过任何配备有麦克风、扬声器或无线电天线的设备来生成图像。（唐乾琛）

(图片来源：SciTechDaily)

美海军研究实验室开发具有“鲨鱼皮状表面”的无人潜航器

据Autoevolution网站2021年5月13日消息，美海军研究实验室正在研发配备类似鲨鱼皮肤作为外壳的无人潜航器，旨在为无人潜航器提供更快的速度和更高的能源利用效率。鲨鱼的皮肤由一排排类似牙齿的齿状结构组成，可减少湍流阻力，有助于快速、隐蔽地行动。目前，研究人员正在设计箔材，并通过3D打印技术模拟鲨鱼皮肤表面的复杂齿状结构。研究人员在水槽中对相应成果进行了初步试验，未来将利用水翼船在流道中测试仿生皮状表面的特性，最终将其应用于无人潜航器上。（武志星）

(图片来源：Autoevolution网站)

瑞士研究人员让石墨烯同时具备超导性和绝缘性

据New Atlas网2021年5月5日消息，瑞士苏黎世联邦理工学院近期研究成果表明，可以将石墨烯的单一薄片同时变成绝缘体和超导体，不同的部分显示出不同的特性，相隔仅有纳米，而这一现象以往只能通过堆叠两层石墨烯片进行扭曲来实现。该团队通过制造约瑟夫森结（两个超导体被一个超薄绝缘体隔开的装置）来展示新的石墨烯技术。未来，研究人员计划创建一个更先进的组件，称为超导量子接口设备（SQUID），它是由两个连接的约瑟夫森结组成的环形结构。（张嘉毅）

(图片来源：New Atlas网)

美空军和洛马公司联合进行五代机双向通信能力测试

据BREAKINGDEFENSE网站2021年5月7日消息，美空军和洛马公司开展“九头蛇”项目测试，在空中成功连接1架U-2侦察机、5架F-35战斗机和1架F-22战斗机。此次测试主要利用U-2侦察机上搭载的开放系统网关，将F-22战斗机的机间飞行数据链（IFDL）和F-35战斗机的多功能高级数据链（MADL）连接，在所有飞机之间和地面节点之间实现数据共享。洛马公司“臭鼬工厂”副总裁兼总经理杰夫·巴比奥尼表示，该项目标志着第五代飞机在飞行中首次建立双向通信，同时还将传感器数据实时共享给地面操作人员，这将大幅缩短接收数据到做出决策的时间。（张嘉毅）

(图片来源：breakingdefense)

美空军开展首次信息战相关演习

据C4ISRNET网站2021年5月20日消息，美空军在新墨西哥州普拉亚斯举行了首次信息战相关演习。演习以信息战为重点，提供实战训练设施服务，包括实弹射击和实弹飞行，集合了网络、情报与电子战空军人员，旨在改进信息战战术，提高美军网络电子战和电磁频谱能力，从而建立一支可适应信息战环境的专业作战团队。此次演习遵循了美空军信息战部队第16航空队司令所倡导的“融合”概念，使作战部队具备执行电子战和情报战等任务能力。（张嘉毅）

(图片来源：c4isrnet）

俄罗斯列宁格勒核电厂使用机器人修复乏燃料池

据neimagazine 2021年5月17日消息，俄罗斯列宁格勒（Leningrad）核电厂首次使用机器人系统来诊断和修复乏燃料池墙壁衬里和底部。列宁格勒核电厂首席工程师Alexander Belyaev表示，乏燃料池的完整性和紧密性是核电厂安全的重要部分，乏燃料池的维护通常采用人工方式，因此需要将乏燃料池内的含硼冷却水排出并移出燃料元件，需耗时数天。而该机器人拥有领先的诊断修复技术，整个诊断和修复过程仅需数小时，无需移出乏燃料。该机器人还配备了高精度定位系统和视频监控器等设备，除用于核工业的深度诊断和焊接，还可用于造船、港口基础设施维修、油气管道铺设等领域。（张宇麒）

(图片来源：Kongsberg)

日本精工开发出全球旋转性能最高的马达轴承

据日经中文网2021年4月28日消息，日本精工开发出了嵌入纯电动汽车（EV）驱动马达的高性能轴承。新轴承名为“Gen3”，采用自主设计技术，兼顾了耐用性和轻量化，代表轴承旋转性能的“dmn值”最高为180万，比原来的产品提高了约3成，可承受每分钟3万8000次马达旋转，达到目前世界最高水平。日本精工估算，通过采用新轴承可实现线圈及磁铁等马达部件的小型化，马达重量可比原来减轻约6成，将利于提高输出功率，提升纯电动汽车性能。日本精工计划从2025年开始量产该新款轴承。（张宇）

(图片来源：日本经济新闻网）

韩国科学家开发出可在海洋执行清洁任务的柔性机器人

据网易2021年5月17日消息，韩国首尔国立大学研究人员受落叶启发，开发出一种名为“Swimming Leaf”的柔性机器人，可像树叶般在水中自主游动。研究人员将软复合材料薄层制成叶片，其上附着由充满液体的弹性体和柔软电子电路所组成的驱动器，通过加热电路并控制热量施加的位置点，以改变液体密度使浮力发生变化，从而实现运动。在实验中，该机器人还能拾起水中的塑料垃圾，并对油污进行吸附，其或在海洋保护领域具备应用潜力。相关研究成果已发表于《科学·机器人》期刊。（张宇）

(图片来源：Hellenic)