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2021-02-17

科学中国人 2021年34期
关键词:建议书火星人工智能

我国科研人员在DNA存储领域取得新突破

近日,东南大学科研团队成功将该校校训“止于至善”存入一段DNA序列,实现了DNA存储技术的新突破。相关成果发表在国际学术期刊《科学·进展》上。

大数据时代对更大容量、更快速度的数据存储形式提出了更高要求,DNA存储技术就是将生物DNA分子进行编码,从而在DNA序列上存储信息。目前,国外DNA存储技术路线多使用市面上成熟的技术和产品,DNA的合成与测序两个环节是分开的,需要大型仪器设备,操作相对复杂。东南大学科研团队立足自主开发,实现了DNA合成与测序环节的一体化,仪器设备也实现了小型化。

团队改进了传统的化学合成方法,运用电化学方法,将东南大学校训“翻译”为DNA序列,并存储在电极上,随后又成功读取出来。国外主流DNA存储技术路线目前面临的一大障碍就是读取难,动辄要将整个DNA序列测一遍,难以直接从中间某处开始读取,而且操作过程需要液体试剂,其实并不方便。该团队将复杂的DNA序列分别固定在不同的电极上,需要读取某段信息时,找到对应的电极即可。

下一步,团队打算彻底摆脱对液体试剂的依赖,研发全固态的DNA存储设备。据悉,DNA存储属于前沿技术,未来不仅在数据存储领域,在病毒核酸检测等方面也有可观的应用空间。

首个可自我繁殖活体机器人问世

近日,美国佛蒙特大学和塔夫茨大学的研究团队发现了一种全新的生物繁殖方式,并利用这一发现创造了有史以来第一个可自我繁殖的活体机器人——Xenobots 3.0,未来或可为外伤、先天缺陷、癌症、衰老等提供更直接、更个性化的药物治疗。相关研究发表在11月29日的美国《国家科学院院刊》上。

研究人员发现,如果将足够多的Xenobots放置在培养皿中彼此靠近,它们会聚集并将其他漂浮在溶液中的单个干细胞堆叠起来,用它们如同吃豆人形状的“嘴”将干细胞组装成“婴儿”Xenobots。几天后,这些“婴儿”就会变成外观和动作都跟母体一样的新Xenobots。然后这些新的Xenobots可再次出去寻找干细胞,并建立自己的“副本”,就这样周而复始,不断复制。

该研究的主要作者、佛蒙特大学计算机科学教授和机器人学教授乔什·邦加德说,Xenobots最初是球形的,由大约3000个细胞组成。分子水平上的动力学复制是众所周知的,但以前从未在整个细胞或生物体的水平上观察到过,而此次Xenobots 3.0的复制正是运用了这一机制。

活体机器人Xenobots可繁殖、可自愈

为了让Xenobots在此类复制中更有效,研究人员利用人工智能技术测试了数十亿种体型,最终塑造出类似吃豆人一样的C形状,这种形状能够在培养皿中找到微小的干细胞,聚集并完成复制。虽然自我繁殖的生物技术前景令人担忧,但研究人员表示,这些机器人完全被限制在实验室中,是可生物降解的,很容易被消灭,并经过了美国联邦、州和机构各级伦理专家的审查。

中国科学家首获地球观测组织卓越个人奖

地球观测组织(GEO)2021年度卓越个人奖获奖名单于11月26日晚揭晓,GEO中国专家委员会专家、中国科学院空天信息创新研究院李国庆研究员获此殊荣,这是中国科学家首次荣获该国际奖项。国家遥感中心为此举行颁奖仪式,王琦安主任向李国庆颁发了证书。

GEO中国秘书处在科技部的领导下广泛发动中方科学家深度参与GEO工作,长期为中国科学家参与GEO工作提供强有力支持。此次中国科学家获奖表明,中国的GEO工作受到了国际社会的广泛认可。王琦安主任表示国家遥感中心将继续在GEO各层组织架构中从不同层面推动中方科学家参与GEO,积极为有热情、有能力、有国际视野的科学家提供舞台,进一步推动中方深度参与GEO国际组织治理,积极融入全球创新网络,更多贡献中国智慧和中国力量。

GEO卓越个人奖由GEO计划管理委员会于2019年提出,每年在GEO各界推选3~4名对GEO使命和愿景有卓越投入和奉献的个人,以表彰他们通过地球观测造福国际社会所作出的重大贡献。

李国庆长期从事GEO工作,目前担任GEO中国专家委员会专家、亚洲大洋洲区域综合地球观测计划数据共享工作组主席、GEO基础设施发展工作组未来设施子工作组共同主席。李国庆长期推动GEO数据共享工作,参与GEO数据共享原则的制定和普及,致力于中国优质数据产品的国际推广和服务,积极推动我国公益和商业卫星数据资源的开放共享,有力支撑了中国国家综合地球观测数据共享平台的建设和业务化运行,为中国GEO开展的近30次重大灾害数据应急响应国际救援作出了重大贡献。

《人工智能伦理问题建议书》正式推出

联合国教科文组织11月25日正式推出《人工智能伦理问题建议书》。该建议书由教科文组织会员国集体通过,是关于人工智能主题的首份全球性规范框架。

据联合国教科文组织介绍,该建议书共29页,定义了指导人工智能建设的必要基础性项目,以确保人工智能健康发展的共同价值观和基本原则。

联合国教科文组织总干事阿祖莱当天在建议书发布会上致辞,表示世界需要为人工智能制定规则以造福人类。《人工智能伦理问题建议书》是一个重要的举措,赋予各国在相应层面应用该框架的责任。

阿祖莱指出,在人工智能领域制定规范性全球框架,以确保该技术应用和服务于公共利益是迫切和必要的。她还表示,教科文组织将支持其会员国落实建议书内容,并要求它们定期报告相关进展和做法。

《人工智能伦理问题建议书》旨在推动人工智能在为社会带来便利的同时,减少其风险。建议书呼吁,在科技公司和政府已采取的措施之外还需要更多行动,通过确保透明度、行动力和保障个人数据使得民众得到更多保护。

联合国教科文组织总干事阿祖莱指出,在人工智能领域制定规范性全球框架是迫切和必要的。

该建议书还推动确保人工智能成为应对气候变化和解决环境问题的更重要工具。建议书要求政府应评估人工智能系统对环境造成的直接和间接的影响,包括其碳足迹、能源消耗和原材料提取的环境影响等。

国际最新研究获火星地下200米深处影像

施普林格·自然旗下学术期刊《自然·通讯》最新发表一篇行星科学研究论文,研究人员利用美国国家航空航天局(NASA)“洞察号”(InSight)火星探测任务采集的地震数据进行分析,获得了火星埃律西昂平原地下约200米深处的次表层影像,可知熔岩流之间夹着一层浅浅的沉积层。这项研究结果将增进对火星地质历史的进一步认识。

据介绍,火星一直是大量行星科学任务的目的地,但NASA的“洞察号”是首个专门利用地震技术测量火星次表层的探测器,2018年11月,“洞察号”火星探测着陆器降落在火星的埃律西昂平原地区。

论文通讯作者、瑞士苏黎世联邦理工学院塞德里克·施梅尔茨巴赫及同事和科研同行合作,利用“洞察号”采集地震数据分析了埃律西昂平原的构成。他们通过这些数据分析了深度达200米的浅次表层,发现该地区有一个浮土层,主要为沙质,约3米厚,它的下面有一层约15米厚的粗糙块状喷出物(陨石撞击后被喷出又落回表面的岩石块)。在这些表层之下,他们发现了约150米厚的熔岩流,与预期的次表层结构基本一致。

他们利用当前文献中的撞击坑计数进行测年,发现浅层可追溯至17亿年前的亚马逊纪,更深的熔岩流可追溯到36亿年前的西方纪。

论文作者还发现一个30~40米厚的地层,其地震速度较低,提示其中沉积物质的硬度不如更硬的玄武岩层。他们研究认为,这个地层可能由夹在西方纪和亚马逊纪玄武岩之间的沉积物组成,或是由亚马逊纪玄武岩本身的沉积物组成。

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