前沿科技动态

美国国家标准技术研究院开发出多功能的材料检测仪

据PHYS网2020年7月6日消息，美国国家标准技术研究院（NIST）研究人员开发出一种多功能的材料检测仪。该检测仪可从三个层面同时对新型材料进行检测，从而发现材料的特殊性能，帮助量子计算材料的研发。研究人员将原子力显微镜（AFM）、扫描隧道显微镜（STM）和磁输运测量设备整合到同一个设备中，可同时对固态材料的微观特性和材料在磁场下的宏观特性进行探测。此前，使用这三种仪器对材料进行分别测量时，多次操作会干扰实验条件并降低分析的准确度。使用新型仪器，研究人员可以在随机量子抖动最小化的条件下进行实验，使得大规模量子效应更加明显且更易于测量。该仪器有望为量子力学研究开辟新的道路。（唐乾琛）

(图片来源：Phys.org)

英国曼彻斯特大学研究人员开发出新型机器人集群控制技术

据TechXplore网2020年7月9日消息，英国曼彻斯特大学研究人员受昆虫信息素通信启发，开发出新型机器人集群控制技术。信息素是动物和人类释放到周围环境中的某些特定激素的统称。人和动物可使用信息素向其他对象传递消息，影响其他动物的特定行为，如通过信息素实现领地划分和警告。曼彻斯特大学研究人员使用光作为人造信息素，成功演示了小型机器人的自适应控制，使小型机器人在特定环境下协同工作。研究人员表示，未来还将尝试使用信息素替代既有的通信系统，或利用不同颜色和带宽的信号表达不同的信息。（唐乾琛）

(图片来源：TechXplore）

英国华威大学改进太赫兹辐射摄影机性能

据PHYS网2020年7月9日消息，英国华威大学研究人员改进了太赫兹辐射摄影机的性能，使其可用于医学和安全检测。太赫兹位于电磁频谱上的红外线和WiFi波段之间，可以穿透塑料、陶瓷和布料等材质，可用于非侵入式检查。由于T射线的低能光子是非电离的，因此对于生物来说相对安全。华威大学研究人员开发的太赫兹辐射摄影机使用单像素检测器记录多次调制的太赫兹光束实现成像，将太赫兹摄影机的采集速率提升了100倍，可在32×32分辨率下以每秒6帧的速率采集图像。相比于多像素检测器，单像素检测器可实现皮秒级的时间分辨率，并能在室温下运行，未来可用于精准医学诊断。（李鹏飞）

(图片来源：Phys.org）

美国科学家首次对线粒体DNA 进行精准编辑

据Nature2020年7月8日消息，美国博德研究所刘如谦团队利用细菌毒素DddA，开发出全球首个可用于线粒体DNA的精准基因编辑工具“DdCBE”。线粒体疾病多数由其DNA上的“点突变”引起，但常用的CRISPR基因编辑器因体积过大而无法进入线粒体，难以修饰线粒体DNA。研究人员发现DddA（一种脱氨酶）能有效催化解开双链DNA时的脱氨过程，并进一步开发出能切断并破坏线粒体双链DNA的编辑工具DdCBE。DdCBE能将线粒体DNA中的C-G核苷酸对修改为T-A。该工具有助于研究和治疗由线粒体DNA突变引起的难治性疾病。相关研究成果发表于《自然》期刊。（刘发鹏）

(图片来源：phys.org）

英国科学家直接在小鼠体内3D 打印出肌肉组织

据Medicalxpress 2020年7月6日消息，英国伦敦大学学院科学家开发出“活体3D生物打印”微创技术。研究人员开发了一种光敏生物凝胶，通过简单的注射器将含有细胞的液体凝胶注射到特定部位，再从身体外部向该区域发射近红外光，使得凝胶内的聚合物结合并层层固化成三维结构。在该结构的支持下，细胞适应并与新环境相连接，形成新组织。该研究为器官修复和重建的微创技术铺平道路，有望消除复杂情况下儿童对器官移植的需要。相关研究成果发表于《自然·生物医学工程》期刊。（肖尧）

（图片来源：Medicalxpress）

麻省理工学院开发出可对电缆等精细物品进行操作柔性机器人抓手

据NewAtlas 2020年7月13日消息，麻省理工学院研究人员开发出一款两指柔性机器人抓手GelSight，可用于对电缆、薄片等物体进行精细操作。该抓爪指尖由柔软的材料制成，配备了嵌入式传感器，当该抓手指尖夹住电缆时，可感知电缆在垫片上移动的位置与摩擦力的方向，通过这些数据，抓手能够在三维空间中连续调整抓具的姿势及其抓握强度，以更好地控制握持和操作。研究人员希望进一步使机器抓手具备打结和缝针等技能，以应用于医疗与其他更多领域。（张宇）

(图片来源：NewAtlas)

荷兰研究人员开发出可利用磁铁和光清理垃圾的水生机器人

据NewAtlas 2020年7月15日消息，荷兰埃因霍芬理工大学研究人员受海洋生物珊瑚虫启发，开发出一种由磁铁和光驱动的厘米级水生机器人。该机器人的触手由光机械聚合物材料制成，可对不同波长的光做出反应，当受到紫外线照射时，触手可作出抓握反应，遇到蓝光时触手释放。由于能够在水下抓取和释放物体，大量的该机器人集群或可用于收集海洋污染物，此外，其还有望用于捕捉和运输细胞，在生物医学领域发挥作用。该项研究成果已发表于《美国国家科学院院刊》。（张宇）

(图片来源：TechXplore）

华盛顿大学研发可安装在甲虫身上的微型摄像系统

据华盛顿大学官网2020年7月15日消息，华盛顿大学研究人员研发出一款小巧高效的微型摄像系统，能够安装在甲虫身上拍摄景象。该系统重约250毫克，相当于一张扑克牌的十分之一，微型摄像头被安装在一个可60度旋转的机械装置上，可以1～5帧/秒的速度向智能手机实时传输视频。当甲虫处于运动状态时，摄像系统被触发开始工作，续航可达6小时。背负该系统的甲虫仍能自由穿过碎石或进行攀爬。该微型系统的开发为利用昆虫监测农业虫害，或进行管道与其他密闭空间的探索创造了可能性，相关研究成果已发表于《科学机器人》杂志。（张宇）

（图片来源：华盛顿大学官网）

奥地利研究人员开发出软电磁致动器

据TechXplore 2020 年7 月6 日消息，奥地利林茨约翰·开普勒大学研究人员开发出一款软电磁致动器。该致动器用嵌入在柔软的弹性外壳中的液态金属通道代替了常规直流电机的坚硬结构，当电流通过导电通道时，单线圈方形致动器将会弯曲，充当软机器人的动力系统。研究人员使用的驱动电压低于1 伏，致动器的软体性质以及低电压驱动不会对生物体和易碎物品造成伤害。该致动器易于编程，更具灵活性，或在精准送药、细胞操作等方面具备应用潜力。（张宇）

(图片来源：TechXplore）

以色列埃尔比特公司将无人机与无人舰艇结合提高海军态势感知能力

据DefenseNews网2020年7月9日消息，以色列埃尔比特系统公司表示，正在为其“海鸥”无人舰艇（USV）增加“云雀 C”无人机（UAV）系统。“云雀 C”起飞重量为15千克，能够从空中观察目标、进行沿海侦察、执行持续性暗中监视并向陆基控制单元传输可视信息。“云雀 C”的加入扩大了“海鸥”操作员的视线，可协助其执行反潜战和扫雷等多项任务。该公司目前已测试了新型无人机与无人舰艇组合，以提供新的情报收集能力并提高海军态势感知能力。（武志星）

(图片来源：DefenseNews）

美海军计划建成一个“无人系统家族”

据美国海军学会新闻网2020年7月14日消息，美海军海洋系统司令部授予L3技术公司一份价值3500万美元的合同，以研发一款中型无人水面舰艇的原型。美媒介绍，将中型无人水面舰艇项目授予L3公司是美海军开发无人水面舰艇的首次尝试。DARPA曾签订过两艘“海上猎手”舰艇的合同，最初是作为“反潜持续跟踪无人艇”计划的一部分，但后来又将重点转向了将其作为中型无人水面舰艇的前身。报道称，美海军设想建立一个“无人系统家族”，作为未来网状“可消耗”舰队平台的支柱，与有人驾驶水面战舰相比，这种平台将提供低成本选择。（武志星）

(图片来源：美海军学会新闻网）

美国研究人员研发出厚度仅三个原子的新金属芯片

据Allaboutcircuits网2020年6月30日消息，美国斯坦福大学、加州大学伯克利分校和德克萨斯A＆M大学的研究人员利用层状二碲化钨制成了二维金属芯片，其厚度仅三个原子，可代替硅芯片存储数据，且比硅芯片更密集、更小、更快、更节能。此外，新芯片在更节能的同时，存储速度提高了100多倍。目前，团队已为该设计申请了专利，并继续研究下一步改进方法，如寻找除二碲化钨之外的其他二维材料。研究人员表示，对超薄层进行非常小的调整，就会对其功能特性产生很大的影响，而研究人员可以利用这一特性来设计新型节能设备，以实现可持续发展和更智慧的未来存储方式。（武志星）

(图片来源：Allaboutcircuits）

韩国三星宣布发现新型半导体材料非晶氮化硼

据Gizmochina网2020年7月6日消息，韩国三星电子宣布，三星高级技术学院（SAIT）与蔚山国家科学技术学院（UNIST）、剑桥大学两家高校合作，发现了一种名为非晶态氮化硼（a-BN）的新材料，此项研究可能加速下一代半导体材料的问世。研究人员成功制备了一种3nm厚的无定型氮化硼薄膜，该薄膜在100kHz和1MHz的工作频率下分别展示了1.78和1.16的超低介电性质，极度接近于空气和真空的介电值1，并且表现出了优异机械、高压稳定性。该工作成功证明了无定型氮化硼的低介电特点，有望用于高性能电子设备。（武志星）

(图片来源：Gizmochina）

新加坡国立大学量子技术中心利用立方星在轨演示量子纠缠

据PHOTONICS网站2020年7月1日消息，新加坡国立大学量子技术中心研究人员在一颗立方星上演示了量子纠缠，为建立全球量子通信网络迈出了关键一步。该中心的研究员和一支国际研究小组将研发的微型量子纠缠源组件搭载在一颗立方星上，并使其在轨成功运行。此次在轨演示证明，微型量子纠缠源组件能够应对火箭发射震动和太空温度变化带来的不利影响，始终使光子对源保持高质量的纠缠状态，可满足太空任务需求。该设备可实现从量子密钥分发到量子隐形传态等任何类型的量子通信应用，或将成为全球量子网络的组成部分。（张嘉毅）

(图片来源：PHOTONICS）

美空军研制基于人工智能的可在轨重构卫星星座

据AviationToday网站2020年7月6日消息，美空军授予人工智能领域初创公司Hypergiant合同，计划构建“变色龙”低轨卫星星座。美空军将利用Hypergiant公司的人工智能技术打造一个低轨小卫星网络样机，并使这些卫星可在轨升级并执行不同任务。例如，卫星可通过软件更新，迅速将其角色从太空态势感知转变为欺骗敌方攻击手段的诱饵。美空军希望其在轨卫星在遭受黑客攻击时可通过持续升级以获得近实时的网络安全保护能力。按计划，“变色龙”星座的首颗卫星将于2021年2月发射，于2021年5月投入使用。（张嘉毅）

(图片来源：Aviationtoday）

美空军计划利用“天空博格”无人机取代F-16 战机

据WESTERNJOURNAL 网站2020年7月12日消息，美国《航空周刊》称，美空军计划于2023财年研制出一种能够执行作战任务的新型空战无人机系统“天空博格”（Skyborg），并拟于2025年利用该无人机取代F-16战机。据悉，该无人机将具备“虚拟副驾驶”和“自主无人作战飞机”两大功能，可辅助飞行员驾驶飞机，并保护飞行员的安全。按计划，美空军将于2023财年组建一个由4架F-22战机和“天空博格”无人机组成的试验团队，用于研究新的作战概念。未来，该无人机或将作为下一代无人机为有人战机提供作战支持，大幅提升美军空中作战力量，为大国军事竞争提供作战优势。（张嘉毅）

(图片来源：WESTERNJOURNAL）