前沿科技动态

谷歌公司利用人工智能算法实现自动化芯片设计

据TechXplore网2020年4月1日消息，谷歌公司利用人工智能算法成功实现自动化芯片设计。研究人员将深度强化学习算法与芯片设计工具结合，使得AI系统在不需要大量学习样本的条件下，实现边做边学，完成芯片设计。借助该种算法，AI系统可以在短时间内分析潜在的数百万种芯片布线可能性，以优化芯片设计、提高芯片性能。经过广泛的测试，研究人员发现该算法设计的芯片在部分结构上要优于工程师设计的产品，可促使更简化、更小的芯片设计出现，有望确保摩尔定律的延续。（唐乾琛）

(图片来源：TechXplore)

日本研究人员开发出适用于解决优化组合问题的新型处理器架构

据IEEE官网2020年4月14日消息，日本东京工业大学、北海道大学与东京大学联合研究团队开发出一种名为“随机蜂窝自动机退火器”的处理器架构，适用于解决数学中经典的优化组合问题。该架构受量子退火现象启发开发而来，能够模拟量子计算机利用量子比特进行计算的方法，瞬间解决目前通用计算机难以解决的“组合优化问题”。除了支持并行处理外，该架构还可以使用预先计算的结果来减少计算量。相关成果有望应用于解决投资组合、物流和交通优化等复杂问题。（唐乾琛）

(图片来源：IEEE）

日本与瑞士研究人员合作开发出百万像素级光子计数相机

据NewAtlas网2020年4月20日消息，日本佳能公司与瑞士洛桑联邦理工学院研究人员共同研发出基于单光子雪崩二极管（SPAD）的新型图像传感器技术，并以此开发出首台百万像素级的光子计数相机。SPAD可利用高电压将电子加速至极高速度，因此而产生雪崩效应，使得传感器能够检测出单个光子。该光子计数相机通过对单个SPAD传感器的精细控制，可将曝光时间控制在3.8纳秒，从而使相机帧率达到每秒2.4万帧。研究人员计划在下一阶段的工作中缩小该相机的体积并提高其性能，使其具备应用于增强现实、自动驾驶、智能传感等具体用途的可能。（李鹏飞）

(图片来源：New Atlas）

美国科学家从头设计出具有分子逻辑门功能的人造蛋白质

据Science 2020年4月4日消息，美国华盛顿大学生物化学教授、蛋白质从头设计泰斗David Baker领导的团队合成了具有分子逻辑门功能的人造蛋白质。研究人员通过蛋白质从头设计技术，制造了以蛋白质为基础的非（NOR）门，是从零开始设计复杂生物电路的关键一步。该研究中基于蛋白质设计的逻辑门电路，可调节任意蛋白质与蛋白质的相互作用，将为细胞内外基于蛋白质的控制系统打开大门，实现像计算机编程一样，在分子水平上控制生命，对未来的药物设计和合成生物学有重大意义。相关研究成果发表于《科学》期刊。（高越）

(图片来源：Discover Magazine）

美国科学家开发出更低成本、更大容量的DNA存储方法

据Scientific American 2020年4月11日消息，美国伊利诺伊大学厄本那-香槟分校科学家开发出“打孔卡”DNA存储方法，有望实现更低成本、更大容量的DNA存储。研究人员利用酶切断DNA骨架上两个核苷酸之间连接的键，从而DNA上形成了一个缺口。该缺口标记的存在表示1，缺失则表示0。研究人员对亚伯拉罕·林肯的《葛底斯堡演说》的272个单词以及林肯纪念堂的14KB图像进行了编码，将信息存储到具有450个碱基对的大肠杆菌DNA上，最终通过测序成功地读取文件。该方法无需合成DNA序列，可以像“打孔卡”一样处理几乎所有DNA分子，比依赖于合成DNA的存储方法成本更低，速度更快。（肖尧）

（图片来源：Scientific American）

韩国主要港口安装新型监视系统，以提高对安静型潜艇和其他水下移动物体的探测能力

据韩联社2020年4月1日消息，韩国国防采办项目管理局利用本土技术研制了一套新型监视系统并将其安装在韩国的主要港口，以提高对安静型潜艇和其他水下移动物体的探测能力。该监视系统由韩国国防开发署负责开发，自2015年以来已投入1300亿韩元（约合1.066亿美元）。新系统采用了一种先进的水声传感器，该传感器与海军主要指控监视系统相连，可迅速探测到水下移动物体，并与军方实时共享探测目标的位置信息。（武志星）

(图片来源：韩联社)

DARPA推进“无人值守舰船”计划

据美海军技术网2020年4月7日消息，美国防高级研究计划局（DARPA）正在推进“无人值守舰船”（NOMARS）计划，并于上周发布了该项目的广泛机构公告，以从概念设计审查到初步设计审查和系统定义来探索“无人值守舰船”的设计空间。DARPA希望通过开发一种无需考虑安置船员等相关设计因素的舰船，以挑战传统海军平台模式，证明其在尺寸、成本、海上可靠性、海上生存能力等方面的优势，并在不考虑船员安全和舒适性的前提下，通过优化船体结构提高船舶动力效率。DARPA已拨款4100万美元用于“无人值守舰船”平台的概念和设计开发。（武志星）

(图片来源：DefenseNews）

DARPA授出“进攻性蜂群战术”计划第五轮“蜂群冲刺”合同

据DARPA官网2020年4月13日消息，DARPA宣布授予9家机构“进攻性蜂群战术”(OFFSET)计划的第五轮“蜂群冲刺”合同。该计划设想实现由250个合作式自主系统组成“蜂群”，为地面部队在密集城区环境中作战提供洞察能力。DARPA在该计划中设置了蜂群战术(Swarm Tactics)、蜂群自主性(Swarm Autonomy)、人-蜂群编组(Human-Swarm Teaming)、虚拟环境(Virtual Environment)和实物试验台(Physical Testbed)这五项关键技术，每轮对技术各有侧重，以此鼓励参与机构持续快速创新。其中，实物试验台和蜂群战术两项关键技术是第五轮“蜂群冲刺”的研发重点。（张嘉毅）

（图片来源：DARPA）

俄军正在测试“努多利河”机动式反卫星系统

据POPULAR MECHANICS网站2020年4月1日消息，俄罗斯特种机器制造设计局总裁弗拉基米尔·多尔边科夫日前表示，该局已研制出“努多利河”机动式反卫星系统，正在测试其专用发射装置。“努多利河”机动式反卫星系统是俄罗斯A-135反导系统的改进型，主要担任对来袭弹道导弹的中段防御作战任务，并具备低轨反卫能力。该系统主要包括指挥中心、远程探测雷达、14A042拦截导弹和发射装置。其中，14A042拦截导弹由53T6近程反导导弹改进而来，采用两级固体燃料火箭发动机推进，因此导弹射程、射高相较于53T6近程反导导弹均有大幅提升，作战效果更显著。未来，“努多利河”机动式反卫星系统或将成为俄军太空作战的关键力量。（张嘉毅）

(图片来源：popularmechanics）

DARPA启动未来战场空域全面感知项目

据DARPA官网2020年4月7日消息，DARPA公布了与陆军和空军合作开展的“用于快速战术执行的空域全面感知”（ASTARTE）项目，将在高度拥挤的未来战场中实现高效的空域作战能力，并消除与友军之间的空域活动冲突。为实现项目目标，ASTARTE将重点开展3个技术领域的研究：一是开发理解和决策算法；二是开发传感器；三是开发虚拟实验室试验台。近年来，美军提出了全域作战、马赛克战等新的作战概念，这些作战概念的实现，都需要具有全域感知能力的信息系统支持。ASTARTE项目的实施，将有助于解决全域信息感知方面的关键技术问题。（张嘉毅）

(图片来源：DARPA）

麻省理工开发出可实现柔软导电聚合物高精度3D打印的聚合物墨水

据Nature Communications 2020年3月30日消息，美国麻省理工学院研究人员研发出一种导电聚合物墨水，由其3D打印出的神经探针和其他电子设备能够像橡胶一样柔软灵活。研究人员使用该墨水打印出柔性电极，将其植入小鼠大脑后，能够捕捉到来自单个神经元的电信号。这种柔性电极比传统金属电极更灵敏且对组织伤害小，可通过检测神经元活动提供更高分辨率的大脑活动图像，或有利于帮助制定各种神经系统疾病治疗方案和开发长期大脑植入物。（张宇）

(图片来源：Nature Communications）

美国加州大学研究人员以昆虫骨骼为灵感，开发出半软体机器人

据cnBeta 2020年4月10日消息，美国加州大学圣迭戈分校的科学家受昆虫“外骨骼”启发，开发出一种半柔半刚的微型机器人。研究人员通过将聚合物层3D打印到薄而有弹性的聚碳酸酯板上，可以使聚合物在特定地方变得柔软，在其他地方保持不同程度的刚性，实现机器人骨架柔性与刚性相结合。骨架底座与电子元件配对，可形成一个完整的机器人。这种半软体微型机器人的制作用时短，成本低，在灾难搜索与救援领域具有应用潜力。相关研究成果已发表于《软体机器人》期刊。（张宇）

(图片来源：cnBeta）

瑞典林雪平大学研发出可用于开发高效LED的钙钛矿-有机分子复合薄膜

据EurekAlert!网站2020年4月1日消息，瑞典林雪平大学研究人员与中国、英国和捷克的研究人员合作，研制出一种效率高、稳定性强的钙钛矿发光二极管（LED）。研究团队采用铅、碘和有机物质甲脒制备了新型钙钛矿材料，并将钙钛矿材料嵌入到有机分子基体中，最终形成一种复合薄膜。其中，末端有两个氨基的有机分子有助于稳定钙钛矿的结构，铅和碘有助于提升钙钛矿的发光性能。测试结果表明，新型钙钛矿LED的效率为17.3%，服役寿命超过100小时。（宫学源）

(图片来源：EurekAlert!）

美国马萨诸塞大学开发出由八层忆阻器组成的三维集成电路

据马萨诸塞大学官网2020年4月22日消息，美国马萨诸塞大学开发出由八层忆阻器组成的三维集成电路，其三维结构中垂直排列的输入和输出电极，可实现复杂神经网络的直接映射。研究人员将并行操作内核编程到三维阵列中，实现了卷积神经网络，并在识别手写数字方面，达到了可与软件相媲美的精度。同时，研究人员演示了视频中移动对象的边缘检测，并采用多组“普瑞维特”（Prewitt）滤波器在三维数组中并行处理像素。相关研究成果发表于《自然电子》期刊。（宫学源）

(图片来源：EurekAlert!）

美国科学家通过将皮肤细胞直接转变为眼睛光敏细胞，成功恢复失明小鼠视力

据美国国立卫生研究院2020年4月15日消息，美国北德克萨斯大学科学家通过将皮肤细胞转变为眼睛光敏细胞，成功恢复小鼠视力。研究人员将小鼠或人类皮肤细胞浸入到含五种小分子化合物的混合物中，该混合物可通过化学方式介导相关分子途径，最终制造出在外观和功能上类似天然细胞的杆状感光细胞。研究人员将该杆状感光细胞移植到失明小鼠的眼睛视网膜，使小鼠重新感受到光线。该方法无需生成干细胞，直接通过化学重编程产生视网膜样细胞，仅需10天即可移植，将大大加快视网膜疾病实验模型或潜在细胞疗法的开发。相关研究成果发表于《自然》期刊。（高越）

(图片来源：NIH）

美军正在开发一种可在1公里距离内远程识别目标的人脸识别设备

据newscientist 2020年4月4日消息，美国特种作战司令部（SOCOM）正在开发一种远程人脸识别设备，或可实现1公里内目标识别。该“远程技术的高级战术人脸识别”项目于2016年开始，旨在开发用于手持设备和无人机的远程人脸识别技术，使目标对象在不知情、不面对镜头的情况下被识别出来。目前，参与该项目的Secure Planet公司正在开发基于数码单反相机进行远程人脸识别的设备，并在笔记本电脑上运行人脸识别软件。2019年12月，研究团队曾演示了一个工作样机，为量产版本铺平了道路。目前，研究人员正在研究如何将设备的识别范围从300米延长至1公里。（刘发鹏）

(图片来源：newscientist）