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二維量子晶體傳感器或有助找到暗物質粒子

數十年的天體物理學觀測表明,宇宙中的質量,其實遠超過我們所能看到的,於是科學家們提出了暗物質占主導的理論。遺憾的是,我們迄今未能找性質特殊的暗物質的切實線索。好消息是,美國國家標準與技術研究院(NIST)的物理學家們,剛剛開發出了一種基於二維量子晶體的新式傳感器,或有助於我們找到假設的某些暗物質粒子。 (圖自:S. Burrows / JILA) 暗物質理論稱,其不會以任何方式反射、折射、或與光相互作用,僅通過其強大的引力來影響常規物質。 而 NIST 物理學家開發的二維量子晶體傳感器,則由具有相同「向上」自旋狀態的鈹離子(紅色)組成。 在太空中,與暗物質有關的觀測證據在不斷增加,但很難直接被檢測到。此前科學家們已經不斷提出過各種概念和實驗嘗試,以期捕捉到潛在可能經過的暗物質粒子與觀測器發生碰撞。 針對不同的候選粒子,研究人員也配備了不同特性的檢測方法。比如利用裝滿液體的巨大地下儲罐,或者針對一個微小鍾擺的引力影響。 New Atlas 指出,在諸多主要候選者中,有一種被稱作軸子(axion)的假想粒子。模型表明其具有中性的電荷,幾乎沒有質量、隨波逐流、且電磁影響很微弱。 此前,實驗室已利用過「軸子電波」(axion radios)、空腔中的量子比特、或甜甜圈形狀的磁鐵來尋找這種相互作用。 John Bollinger 與 Matt Affolter 在調節雷射陣列(圖自:NIST) 現在,NIST 團隊已經開發出了一套新型軸子傳感器,它由被困在磁場中的 150 個鈹離子組成,迫使其排列形成了一個只有 200 微米後的平面。 當暴露於電場中時,原子平面會像鼓一樣上下移動 —— 若它們在與任何外部電場隔離的情況下發生了運動,就意味著有軸子(或其它形式的暗物質粒子)通過。 NIST 團隊聲稱,這套裝置的靈敏度是其它類似實驗裝置的十倍,能夠在一秒內檢測到每米 240 納伏的電場。,使之能夠在更廣泛的頻譜范圍內發現軸子。 這種額外的敏感性,得益於量子物理學的獨特特性。因為軸子對離子的任何位移都非常小且難以測量,所以研究人員決定藉助量子糾纏來放大信號。 具體說來是,NITST...

能夠收集環境照明能量的設備為可充電設備和傳感器供電

從室內環境中自我收集能量被證明可以向電池充電。隨著我們越來越多的設備需要對它們的電池進行充電,研究人員正在尋找環境照明作為為室內設備產生少量電力的潛在來源。 在將於2021年8月4-6日舉行的AIP出版地平線-能源存儲和轉換虛擬會議期間,來自美國國家標準和技術研究所的Andrew Shore和Behrang Hamadani將介紹他們關於室內太陽能電池在LED下發電的能力的發現。他們的報告 "用於電池供電的傳感器的室內光伏",將在為期三天的會議上發表。 研究人員使用一個照明源,即一個色坐標溫度為3000K、照度為1000Lux(類似於室內燈光的正常亮度)的白色LED,來測試三種不同的模塊--一個磷化鎵銦(GaInP)半導體、一個砷化鎵(GaAs)半導體和一個矽(Si)半導體。光源的強度在較短波長的光線上達到了峰值。 Shore說:"在這些光線設置下,GaInP迷你模塊的功率轉換效率最高,其次是GaAs迷你模塊,而Si迷你模塊的性能最低。GaInP和GaAs模塊與這種可見光譜的LED光源有更好的光譜匹配。" 由於室內通常有大量來自不同來源的環境光,辦公室環境中的一盞天花板燈就足以為任何一個被測試的迷你模塊充電,使它們都可以作為室內電池和傳感器的電源。Shore說,GaInP需要的光量最少,而且仍然保持高效率,但並非所有的室內光源都是LED。 "不同的光源有不同的光譜,例如,白熾燈光源在近紅外區域有很大一部分的輻照度。螢光燈在可見光譜的不同地方有幾個強度的峰值。LED燈一般在450納米左右有一個短而突出的峰值,在600納米左右有另一個更漸進的峰值。這些光源中的每一個都會影響光伏技術的電力轉換效率。" Shore說,下一步的研究工作將是在真實世界的條件下測試迷你模塊,比如一個人定期打開和關閉一盞燈。他們希望在該測試中操作一個以上的傳感器由模塊供電。 來源:cnBeta

天文學家使用紅外傳感器收集的金星上夜間天氣的新數據

幾代天文學家都在研究我們太陽系的各種行星。雖然現代科學儀器和望遠鏡已經給我們提供了關於行星的詳細信息,例如金星,但我們社會系統中的行星的某些方面仍然是一個謎。一個例子是金星上的夜間天氣。人們對金星上的夜間天氣知之甚少,因為沒有陽光使天氣模式的成像變得困難。 最近,研究人員開發了一種方法,利用日本金星軌道飛行器Akatsuki上的紅外傳感器來揭示金星上的夜間天氣的細節。分析方法也可用於研究太陽系的其他行星,包括火星等。 該項目的科學家指出,使用他們的新方法研究金星的天氣,也可以讓科學家更多地了解驅動地球上的天氣系統的機制。地球和金星有很大的不同,但確實有很多共同點。它們的大小和質量相似,並且都在被稱為宜居區的同一軌道區域內圍繞太陽運行。兩顆行星都有一個堅實的表面和一個狹窄的大氣層。 金星和地球足夠相似,研究金星上的 "是與否"可以幫助科學家更多了解我們的星球。以前,只有金星的日面容易被科學儀器所接觸。而現在通過利用Akatsuki的紅外成像儀,科學家們不需要陽光就可以進行觀察。然而,他們很清楚,軌道器上的紅外圖像不能解決金星夜面的細節問題,但給研究人員提供了數據,使他們能夠間接地觀察事物。 團隊成員能夠結合圖像來抑制通常掩蓋來自雲層的噪音。在金星上,整個天氣系統快速旋轉,科學家們不得不對這種運動進行補償,這被稱為超級旋轉,以突出有趣的形態進行研究。該小組正在探索維持金星超級旋轉的機制,並認為夜間的天氣特徵可能有助於解釋它。 利用這些數據已經做出的一個有趣的觀察是,與白天相比,夜間的南北風的旋轉方向是相反的。未來將收集更多關於異常天氣的數據。美國宇航局有兩項任務,將在未來幾年內再次發射新的太空飛行器去探索金星。 來源:cnBeta

新的傳感器可檢測人們呼氣中的COVID-19和病毒變種 即使他們沒有症狀

據媒體報導,皇家墨爾本理工大學(RMIT University)的研究人員正在與包括澳大利亞生物醫學初創公司Soterius在內的合作夥伴合作開發生物傳感器,該傳感器可以檢測到極少量的SARS-CoV-2病毒及其變種的存在。 Soterius Scout傳感器可靠、准確且無創,可在一分鍾內提供結果,為某人進入其工作環境提供許可,或提醒他們是否需要進行COVID醫學測試和自我隔離。 成功的原型現在正由Soterius與RMIT、MIP診斷公司、Burnet研究所、D+I和Vestech合作進一步開發,爭取在2022年初實現商業發布。 該技術將在澳大利亞生產,最初將提供給醫院,未來將應用於其他基本工作者和高流量環境,包括養老院、隔離酒店、機場和學校。 Soterius公司的聯合創始人Alasdair Wood 博士說,新興的環境病毒傳感器笨重、耗能,而且只能檢測一種類型的病毒。 Wood說:「我們的生物傳感器非常小,可以裝在個人faob卡上,而且很容易使用--你只需要在檢查站的讀卡器上刷卡。重要的是,一個傳感器可以檢測多達8種病毒株,而且我們的技術可以很容易地適應檢測新的變種或新出現的病毒。」 「我們希望Soterius Scout生物傳感器可以成為管理COVID-19的重要工具,提供准確的早期檢測,以防止爆發並避免未來封鎖的需要。」 在RMIT與Burnet研究所合作進行的原型測試顯示,Soterius Scout生物傳感器檢測SARS-CoV-2刺突糖蛋白片段的准確性令人印象深刻,沒有假陽性。 即使某人沒有症狀,該技術也能檢測到COVID-19。試驗還表明,該傳感器有可能成為呼吸系統疾病的頂級診斷工具,而且它現在正被擴大到檢測其他疾病,如流感和MERS。 該傳感器利用了由皇家墨爾本理工大學研究人員在其領先的微納米研究機構開發的納米技術生物傳感器。生物傳感器技術包含在皇家墨爾本理工大學提交的一項專利申請中,而綜合系統則是Soterius隨後提交的一項專利申請的主題。 皇家墨爾本理工大學項目負責人Sharath Sriram教授說,這項合作將加速皇家墨爾本理工大學的研究轉化為重要的新技術。 Sriram說:「COVID-19不會很快消失,我們需要智能解決方案來幫助我們檢測病毒並控制疫情爆發。」 「看到我們的平台傳感器技術成為這個管理COVID-19和工作場所其他呼吸道病毒的智能新解決方案的核心,以幫助保護我們的一線工人和更廣泛的社區,這是令人興奮的。」 Soterius Scout的更多特性: 多用途、低成本、本土化的技術 可以作為手環佩戴,也可以作為工作區的一個固定裝置固定下來 檢測落在傳感器上的病毒顆粒,並在不到一分鍾的時間內將結果傳達給智能手機或用戶在進出該區域時刷卡的閱讀器。 如果檢測到SARS-CoV-2,Scout會指導用戶進行檢測和隔離。 讀卡器的數據也可以傳輸到雲端,以實現對熱點的遠程監控,並支持對本地疫情的遏制。 Scout使用靈活的微電子技術和一種合成納米技術,與目標病毒結合,實現特定檢測並防止假陽性。 該技術的關鍵部件--生物傳感器的微細加工、電子器件的先進位造--將在澳大利亞設計和製造。 每台Scout設備可被編程為使用傳感器陣列檢測多達8種不同的病毒菌株。 落在傳感器上的病毒顆粒通過化學方式結合,因此它們被安全地鎖在設備內。 作為製造過程的一部分,生物傳感器可以很容易地調整,以檢測新出現的毒株。 自2018年以來一直在開發,研發團隊由聯合創始人Alasdair Wood博士和Chih Wei Teng博士領導。 皇家墨爾本理工大學項目組(功能材料和微系統研究組)成員包括:Sharath Sriram教授、Ganganath Perera博士、Madhu Bhaskaran教授、Md Ataur Rahman博士。 Soterius是亞太醫療科技加速器--醫療科技執行器的校友。皇家墨爾本理工大學是MedTech Actuator的合作夥伴。 來源:cnBeta

科學家攻克化學難題 以打造更好的生物傳感器聚合物

據媒體報導,一種新的有機(碳基)半導體材料已經被開發出來,其性能優於現有的選擇,可用於構建下一代的生物傳感器。由阿卜杜拉國王科技大學(KAUST)科學家領導的一個國際研究小組率先克服了開發這種聚合物的一些關鍵挑戰。 目前,許多研究工作都花在了新型生物傳感器上,這些傳感器與身體直接互動,檢測關鍵的生物化學物質,並作為健康和疾病的指標。 KAUST團隊的前研究科學家Rawad Hallani說:「為了使傳感器與身體相容,我們需要使用具有與生物組織相匹配的機械性能的軟性有機材料。」 Hallani解釋說,這種聚合物被設計用於稱為有機電化學電晶體(OECTs)的設備。對於這些類型的設備,該聚合物應允許特定的離子和生化化合物滲透到聚合物中,並對其進行摻雜,這反過來可以調節其電化學半導電性能。他說:「電化學特性的波動就是我們作為OECT的輸出信號而實際測量的東西。」 該團隊不得不面對幾個化學挑戰,因為即使聚合物結構的微小變化也會對性能產生重大影響。許多其他研究小組曾試圖製造這種特殊的聚合物,但KAUST團隊是第一個獲得成功的。 他們的創新是基於被稱為聚噻吩的聚合物,在精確控制的位置上連接著被稱為乙二醇的化學基團。學習如何以以前沒有實現的方式控制乙二醇基團的位置是該突破的一個關鍵方面。 Hallani說:「確定正確的聚合物設計以滿足你所尋找的所有標準是艱難的部分。有時能夠優化材料性能的東西會對其穩定性產生負面影響,因此我們需要牢記聚合物的能量和電子特性。」 復雜的計算化學模型被用來幫助實現正確的設計。該團隊還得到了專門的X射線散射分析和掃描隧道電子顯微鏡的幫助,以監測其聚合物的結構。這些技術揭示了乙二醇基團的位置如何影響材料的微觀結構和電子特性。 KAUST團隊的Iain McCulloch說:「我們對Rawad在聚合物合成方面取得的進展感到興奮,我們現在期待著在特定的生物傳感器設備中測試我們的新聚合物。」McCulloch說,該研究小組現在正試圖提高聚合物和用它們製造的傳感器的穩定性,因為它們正從實驗室演示走向現實世界的應用。 來源:cnBeta

新型微晶片傳感器可實時測量血滴中的壓力激素水平

由羅格斯大學帶領的一支研究團隊,剛剛在近日出版的《科學進展》期刊上介紹了他們新開發的一種微型晶片,特點是能夠實時測量一滴血中的壓力激素水平。SCI Tech Daily 指出,皮質醇和其它荷爾蒙的調節,對人類的身心健康起到了多方面的重要作用。如果皮質醇水平過高,或影響一個人的睡眠質量,導致壓力變大、引發恐慌、乃至心臟疾病。 研究配圖 - 1:納米井陣列傳感器的制備與測試流程 當前的皮質醇測量,需要動用昂貴且繁瑣的實驗室裝置。而羅格斯大學帶領的這支研究團隊,就希望找到一種能夠監測其在日常生活中的自然波動的新方法。 基於此,醫護就能夠為患者提供實時的診斷分析,使之能夠在正確的時間點接受正確的診療。 研究配圖 - 2:納米井陣列電極的阻抗特性 為此,研究團隊利用了與製造計算機晶片相同的技術,來打造比頭發絲還細小、但卻能夠檢測低水平生物分子的新型傳感器。 然後對來自類風濕性關節炎患者的 65 份血液樣本進行了檢測,以驗證和評估這種微型設備的性能。 研究一作、New Brunswick 羅格斯大學電氣與計算機工程系博士後學者 Reza Mahmoodi 表示: 「納米傳感器的使用,讓我們得以直接檢測皮質醇分子,而無需藉助任何其它分子或顆粒標記物」。 此外該校電氣與計算機工程系副教授、資深作者 Mehdi Javanmard 補充道: 「得益於該團隊的新型微晶片等技術,患者能夠更輕松地監測自身的激素水平,獲得花更少錢,也能達成更好地管理慢性炎症、壓力和其它疾病的益處」。 據悉,這種新型傳感器能夠給出准確、可靠的響應,且可連續工作、實時分析其讀取的皮質醇指標。展望未來,這項技術也具有面向唾液、尿液等體液的非侵入性皮質醇測量的巨大潛力。 更重要的是,無需分子標記這一特性,消除了其對光學顯微鏡和讀板機等大型儀器的需求,最終有望讓設備縮小到僅一個可裝入口袋的盒子大小,甚至未來某天可直接戴在腕上。 感興趣的朋友,可移步至《科學進展》(Science Advances)期刊查閱全文。 原標題為《Single-step label-free nanowell immunoassay accurately quantifies...

用生物相容性墨水創建的傳感器有望用於外科手術中

來自洛斯阿拉莫斯國家實驗室和普渡大學的研究人員宣布了一種生物墨水的研發工作,這種墨水可以幫助在外科手術中定位關鍵區域、組織和器官。用於創建生物傳感器的墨水具有生物相容性,並提供了一個用戶友好的設計,具有一天左右的出色的可操作時間框架。 參與該項目的科學家說,新的生物傳感器允許在外科手術過程中對組織和器官進行同步記錄和成像。該材料可用於心臟手術期間的同時記錄和成像,對關鍵區域進行定位,並指導手術干預,包括恢復正常心律的程序。洛斯阿拉莫斯的研究人員負責該生物墨水的配方和合成。 他們的目標是為生物傳感器創造一種超軟、超薄、可拉伸的材料,能夠使用3D列印技術與器官表面對接。研究員Kwan-Soo Lee說,有機矽材料是一種像蜂蜜一樣流動的液體,使其在列印過程中沒有下垂和流動問題的3D列印非常具有挑戰性。Lee說,最終他們找到了一種方法來創造在固化過程中沒有任何形狀變形的列印油墨,這令人感到振奮。 生物墨水比組織更柔軟,在不經歷傳感器退化的情況下進行拉伸。它們還具有可靠的自然粘附性,無需任何額外的粘合劑就能粘附在器官的潮濕表面上。研究人員用材料進行了實驗,通過在小鼠和豬身上測試,對貼片進行了體內評估。測試結果顯示,生物傳感器能夠可靠地測量電信號,同時不損害心臟功能。 目前還沒有跡象表明該材料何時或是否會被轉移到人體試驗。目前還不清楚該材料何時可能用於傳統的手術環境。 來源:cnBeta

科學家打造可自我維持的綠色神經形態傳感器

麻薩諸塞大學阿默斯特分校的一支研究團隊,剛剛展示了他們最新打造的一套電子微系統。其特點是能夠在沒有任何外部能量輸入的情況下,對信息輸入做出智能的響應,就像一個自主的生物體那樣。在本周一(6 月 7 日)發表於《自然通訊》期刊上的一項開創性研究論文中,該校團隊詳細介紹了一種能夠處理超低電子信號的新型電子設備。 (來自:UMass Amherst) 據悉,這套微系統的兩個關鍵組件,均由蛋白質納米線製成。作為一種「綠色」電子材料,它可由微生物進行再生產,從而避免了產生電子垃圾廢棄物的煩惱。 該研究預示著由可持續生物材料製成的未來綠色電子產品將具有巨大的潛力,且這些材料更易於同人體或不同環境相互作用。 研究配圖 - 1:柔性蛋白質納米線裝置 該校電子與計算機工程系(ECE)助理教授兼生物醫學工程教授 Jun Yao、以及微生物學傑出教授 Derek R. Lovley,共同帶領大家完成了這項研究。 感興趣朋友,可移步至《自然通訊》(Nature Communications)期刊閱讀全文,原標題為《自我維持的綠色神經形態接口》(Self-sustained green neuromorphic interfaces), 研究配圖 - 2:多功能感知神經形態接口 據資助這項研究的美國陸軍研究實驗室的作戰能力發展司令部所述,研究團隊正致力於打造可自我維持的智能微系統。 研究一作、Jun Yao 教授帶領的研究生 Tianda Fu 表示:探索在電子產品中加入活物功能的可行性,算是一個激動人心的新開端。與此同時,他們也期待著看到進一步發展的版本會是什麼個樣子。 研究配圖...

研究人員發明了一種新的納米光學生物傳感器 可用來檢測癌症

生物傳感器是重要的診斷設備,必須是快速、廉價和易於使用的。如果生物傳感器外形緊湊,可自主操作,那麼從醫生到病人本身都可以使用,這樣一來價值就非常高。大多數光學生物傳感器需要寬范圍的光色作為基礎(像彩虹一樣)才能可靠地運行,對寬范圍光色的需求使傳感器變得笨重、昂貴和更加復雜。 今天的大多數生物傳感器需要一個光譜儀來從每種光色中提取最精確的數據,從而限制了它們的使用。EPFL的科學家們提出了一個新的概念,允許單一的光色作為一個簡單的成像檢測器來操作。盡管只使用單一顏色的光,但該系統提供了極其精確的生物感應信息,就像整個彩虹色的光照亮了傳感器一樣。 新的生物傳感器使用了兩種特定的功能,包括納米光子學和數據科學技術。晶片本身是由矽製成的納米結構構建而成。納米結構矽表面具有100納米左右的特徵,可以更有效地在生物樣品/晶片界面上捕獲光線。這使得生物傳感器對生物標志物的存在極為敏感,導致入射光特徵的明顯變化。 該特徵是被稱為光強度的收集光的 "量"的變化。通常情況下,照相機連續接收通過生物晶片的光,從生物晶片上獲取數百萬圖像像素的強度信息。附著在生物晶片上的納米結構上的生物標記物和強度變化圖像是由每個像素的誘導強度變化以非常高的解析度編制而成。 研究人員利用數據科學技術與預先記錄的性能圖相結合,處理來自大量像素的光強度信息。該系統考慮每個像素的效率,並以集體方式調整其對最終讀數的貢獻。研究人員將這一過程比喻為在收到一群專家的意見後,通過仔細權衡他們在該領域的知識,做出一個可靠的結論。 該項目的科學家們創建了一個演示,使用新的生物傳感器進行癌症診斷,檢測腫瘤外顯子,這是早期癌症的生物標志物。該團隊確定,基於圖像的生物傳感器可以在廣泛的檢測范圍內實時監測乳腺癌外顯子,使其對健康和生病的人都具有臨床意義。 來源:cnBeta

新型傳感器可迅速檢測出牛皮癬和其他潛在皮膚疾病

據媒體報導,當一個人有皮膚問題時,受影響的皮膚通常會比正常情況下更硬或更軟。現在,一種新的傳感器已經被證明可以檢測到這些差異,它可能讓醫生更快速、更容易地診斷出問題。據悉,這個機電設備是由香港城市大學和伊利諾斯州西北大學的科學家合作設計。 它實際上是改裝自後者之前開發的一個工具,其被用於向虛擬現實(VR)系統的用戶提供觸覺反饋。 這種硬連線傳感器的厚度只有2.5毫米,接觸面積只有2平方厘米,它被簡單地放置在疑似有問題的人的皮膚上。交流電通過線圈施加到設備上從而使集成磁鐵迅速振動。 當磁鐵振動時,它會向皮膚深處發送高達8毫米的壓力波。盡管皮膚的變形程度取決於它的抗拉剛度,但它會根據這些波迅速變形。傳感器底部的應變傳感片會測量這些皮膚變形並將其傳送到連接的計算機上,計算機則將數據轉換為皮膚剛度值。然後,該值可以跟那些與特定皮膚疾病相關的值進行比對。 盡管現在已經有測量皮膚抗張剛度的診斷系統,但它們都是大型設備、必須由訓練有素的技術人員操作且它們只能「讀取」皮膚的最外層。相比之下,這種廉價的新型傳感器可以在醫生的辦公室里就能使用,甚至可以讓人們在自己家里監測自己的皮膚健康--當然前提是,它能得到商業化。 目前該設備已經成為臨床研究的對象,在臨床研究中,它被用於檢測有皮膚問題的患者的有毛和無毛皮膚。此外,它還被發現只需要一分鍾就能可靠地檢測出牛皮癬。人們相信,一旦這項技術得到進一步發展,那麼它應該同樣能夠探測其他條件。 香港城市大學的Yu Xinge博士表示:「這些數據可以幫助診斷、治療跟蹤和疾病監測,特別是跟皮膚相關的疾病如皮膚癌及美容皮膚科和表面傷口的恢復情況。」 來源:cnBeta

新的生物傳感器技術使冠狀病毒測試變得快速而簡單

新的診斷技術可以幫助遏制COVID-19和其他病毒爆發的蔓延。由KAUST(阿卜杜拉國王科技大學)科學家開發的一種新的快速冠狀病毒測試可以在15分鍾內提供高度准確的結果。這種診斷方法將電化學生物傳感器與工程蛋白構造結合在一起,使臨床醫生能夠快速檢測出病毒的碎片,其精確度以前只能通過較慢的基因技術來實現。 整個裝置可以在病人護理點對未經處理的血液或唾液樣本發揮作用:不需要費力的樣本制備或集中的診斷實驗室。 共同領導這項研究的KAUST生物化學家Raik Grünberg說:"最先進的生物電子硬體、材料科學工程和合成生物學蛋白質設計的結合,真正使簡化和加速冠狀病毒測試成為可能。" Grünberg和他的KAUST同事,包括Sahika Inal和Stefan Arold,現在正與商業夥伴合作,調整他們的實驗室規模的原型。他們希望創建一個可部署的台式可攜式設備,以幫助遏制COVID-19大流行。這種生物傳感器技術可以適用於檢測其他病原體,因此將對控制大流行病產生重大影響,無論是眼下的COVID-19還是未來的新狀況。 冠狀病毒檢測仍然和以前一樣重要。盡管沙烏地阿拉伯和世界各地的疫苗接種率不斷提高,但全球COVID-19的病例數仍然處於令人擔憂的高水平,公共衛生官員需要快速識別感染該疾病的個人,以便他們能夠限制病毒傳播。 目前的檢測模式通常分為兩個陣營:要麼通過基因手段檢測病毒RNA,這可能很慢,而且涉及到微量分子信號的酶促放大;要麼以快速的方式捕獲病毒蛋白質(稱為抗原),但幾乎沒有那麼准確。 現在,KAUST的新技術將蛋白質檢測的速度與基因測試的精確度結合起來。"Inal實驗室的博士後、與KAUST的同事Shofarul Wustoni和Anil Koklu共同完成這項研究的Keying Guo說:"即使樣品中只有一個病毒顆粒,我們的平台也能檢測到它。" 該系統從病毒特異性納米抗體開始,這是一種可以被設計為粘附在不同冠狀病毒片段上的結合蛋白,包括那些造成COVID-19和中東呼吸綜合征(MERS)的病毒。該納米抗體通過一系列的生化連接物被拴在一層薄薄的黃金上,當加入電流時,控制電流通過它所連接的半導體薄膜的流動。任何納米抗體結合的病毒蛋白的存在都會改變這種流動,從而產生一個信號,該信號被一個被稱為有機電化學電晶體的裝置放大到可測量的水平。 研究人員最初對人類唾液和血液樣本進行了測試,這些唾液和血液樣本中添加了導致MERS和COVID-19的冠狀病毒的蛋白質碎片。然後,他們與圖瓦勒的KAUST衛生所的醫生以及利雅得費薩爾國王專科醫院和研究中心的科學家合作,在從病人身上收集的臨床樣本(包括唾液和鼻拭子)上驗證了該檢測方法。 與標準基因測試相比,該方法的速度、通用性和性能突出表明,新方法有可能補充或取代現有的COVID-19和任何未來流行病的診斷方法。 來源:cnBeta

科學家藉助拉曼光譜傳感器來加速乏核燃料的回收再利用

為了減少放射性廢棄物、並讓核反應堆的運營更具經濟效益,美國太平洋西北國家實驗室(PNNL)的科學家們,正在講究一套基於實時光譜檢測的新方法,以改善乏核燃料的回收利用。New Atlas 指出,核電最大的賣點之一,就是只需為反應堆提供極少的核燃料。一顆僅重 0.35 盎司(10 克)的核燃料顆粒,即可產出相當於一噸煤的能量。 乏燃料池資料圖(來自:美國核管理委員會) 然而當前核電的一個主要短板,就是乏燃料在「被耗盡」時,仍含有 95% 的可裂變物質,迫使有關部門必須建設一個能夠安全可靠地存儲它們的乏燃料池。 以美國為例,當地設置的標準是將乏燃料存儲在地下。但與許多人印象中的「永久埋藏」相反,這些設施並不能一勞永逸地處置完乏燃料,而是要將他們保留到可被再次利用。 主要原因是,乏燃料中仍在包含大量的可裂變元素(主要是鈾),以及醫學和工程界迫切需要的大量極具價值的放射性同位素。 乏燃料回收需藉助化學處理系統來分離出 act 系元素 不過乏燃料的真正問題,是因為這堆復雜的混合物中包含了元素周期表中的一半元素,導致其分離工作變得異常艱難。 盡管核燃料加工行業已頗具技術規模,但當前不僅加工進度十分緩慢、價格也相當昂貴,更別提生產純鈽(plutonium)危險性、以及面臨著核擴散等方面的問題。 慶幸的是,為改善回收流程,PNNL 正研究使用拉曼光譜儀(Raman Spectroscopy)來實時監測乏燃料。 使用基於不同激發波長的特定拉曼系統來識別乏燃料中的化學物質 PNNL 研究人員指出,當乏燃料在溶液中流經傳感器時,這套化學分析系統能夠利用光與分子中的化學鍵的相互作用,來獲得有關其化學結構、相態、多晶型、晶體結構、以及分子相互作用等信息。 基於這方面的數據,研究團隊得以監測工業級的乏燃料、將之轉化為液體形式、接著送至離心機,然後按質量分離出不同的元素。 實時監測能夠嚴格地控制鈾與鈽之間的比率,並去除不需要的元素和同位素,以生產出能夠在高級反應堆中作為核燃料的循環材料。 研究配圖:拉曼光譜傳感器結構與功能示意 PNNL 化學家阿曼達·萊恩斯(Amanda Lines)表示,實時監測對於確定確切的化學元素比率至關重要。 對於研究人員來說,它可通過提供近乎實時的信息,來幫助控制和理解化學過程,從而增強了操作人員的能力。 更棒的是,這項技術具有極高的成本效益,並未開發和改進回收方案而提供了難得的機遇。 有關這項研究的詳情,已經發表在近日出版的《ACS Sensor》期刊上,原標題為: 《Sensor Fusion: Comprehensive Real-Time, On-Line Monitoring for Process Control...

科學家構建出一種能夠識別單分子的更好「納米孔」生物傳感器

據媒體報導,研究人員花費了30多年的時間開發和研究能識別單分子的微型生物傳感器。5到10年後,當這種設備成為醫生辦公室的主要設備時,它們就可以檢測癌症和其他疾病的分子標記並評估治療這些疾病的藥物治療的有效性。 為了幫助實現這一目標並提高測量的准確性和速度,科學家們必須找到更好地理解分子如何跟這些傳感器相互作用的方法。來自美國國家標準與技術研究所(NIST)和維吉尼亞聯邦大學(VCU)的研究人員現在合作開發了一種新方法。他們在最近一期的《Science Advances》上報告了他們的發現。 該團隊通過製造形成細胞膜的生物材料的人造版本來製造生物傳感器,其被稱為脂質雙分子層,包含一個直徑約2納米的微小孔、被液體包圍。溶解在液體中的離子通過納米孔產生微小的電流。然而當一個感興趣的分子進入薄膜時它會部分阻礙電流的流動。這種封鎖的持續時間和強度就像指紋,能識別特定分子的大小和性質。 為了對大量的單個分子進行精確的測量,所研究的分子必須在納米孔中停留一段既不太長也不太短的時間,時間范圍從100萬分之一秒到10萬分之一秒不等。問題是,如果納米孔以某種方式將大部分分子固定在一個位置上,那麼在這段時間內,大多數分子只能呆在納米孔的小體積中。這意味著納米孔環境必須提供一定的屏障--例增加靜電力或改變納米孔的形狀--使分子更難逃脫。 突破屏障所需的最小能量因不同類型的分子而異,這對生物傳感器的高效和准確工作至關重要。計算這個量需要測量跟分子進出孔時的能量相關的幾個特性。 關鍵的是,其目標是測量分子跟其環境之間的相互作用主要來自化學鍵還是來自分子在捕獲和釋放過程中擺動和自由移動的能力。 截止到目前,由於一些技術原因,提取這些高能成分的可靠測量方法一直缺失。在這項新的研究中,由NIST的Joseph Robertson和VCU的Joseph Reiner共同領導的團隊展示了用一種快速、基於雷射的加熱方法來測量這些能量的能力。 測量必須在不同的溫度下進行,而雷射加熱系統確保這些溫度變化發生迅速和重復。這使得研究人員可以在不到2分鍾的時間內完成測量,而不是需要30分鍾甚至更長時間。 「沒有這種基於雷射的加熱工具,我們的經驗表明,測量根本無法完成;這樣做既費時又費錢。」Robertson說道,「從本質上講,我們已經開發了一種工具,它可能會改變納米孔傳感器的開發管道從而迅速減少傳感器發現過程中的猜測。」 一旦能量測量完成,它們就可以幫助揭示分子是如何跟納米孔相互作用的。科學家可以利用這些信息來確定檢測分子的最佳策略。 帶著這個目標,研究人員使用兩個小肽展示了這種方法,這兩個短鏈化合物構成了蛋白質的積木。其中一種肽--血管緊張素,用於穩定血壓。另一種肽--神經緊張素,幫助調節多巴胺--一種影響情緒的神經遞質也可能在結腸直腸癌中發揮作用。這些分子主要通過靜電力跟納米孔相互作用。研究人員將帶有帶電物質的金納米顆粒插入到納米孔中,這種帶電物質可以增強跟分子之間的靜電相互作用。 團隊還檢測了另一種分子--聚乙二醇,它的移動能力決定了它在納米孔中停留的時間。通常情況下,這種分子可以自由擺動、旋轉和伸展且不受環境的阻礙。為了增加分子在納米孔中的停留時間,研究人員改變了納米孔的形狀從而使分子更難擠過微小的空腔並離開。 Robertson說道:「我們可以利用這些變化來建造一個專門用於檢測特定分子的納米孔生物傳感器。」最終,研究實驗室可以使用這種生物傳感器來識別感興趣的生物分子,或醫生辦公室也可以使用這種設備來識別疾病標記物。 Robertson表示:「無論是通過幾何結構或化學或兩者的結合來定製一個納米孔傳感器以檢測特定的分子、計數小分子或兩者,我們的測量為我們如何修改孔隙的相互作用提供了藍圖。」 來源:cnBeta

控制下的自旋缺陷可用於創造量子傳感器技術的改進材料

一個國際研究小組在改進量子傳感器技術的材料方面取得了進展。醫學、導航和信息技術在未來可以從中受益。氮化硼是一種技術上有趣的材料,因為它與其他二維晶體結構非常兼容。因此,它為人工異質結構或建立在其上的具有新特性的電子設備開辟了道路。 大約一年前,來自德國巴伐利亞州維爾茨堡Julius-Maximilians-Universität(JMU)物理研究所的一個團隊成功地在氮化硼的層狀晶體中創造了自旋缺陷,也被稱為量子比特,並通過實驗對它們進行了鑒定。 最近,由弗拉基米爾·迪亞科諾夫教授領導的團隊、他的博士生安德烈亞斯·戈特肖爾和小組負責人安德烈亞斯·斯佩利希博士成功地邁出了重要的下一步:對這種自旋缺陷進行相干控制,而且甚至是在室溫下。研究人員在具有影響力的《科學進展》雜誌上報告了他們的發現。盡管發生了大流行病,但這項工作是在與澳大利亞雪梨科技大學和加拿大特倫特大學的團體進行的密集國際合作中進行的。 金屬石墨烯-氮化硼-二硫化鉬堆疊結構 JMU的研究人員計劃實現這樣一種堆疊結構。它由金屬石墨烯(底部)、絕緣的氮化硼(中間)和半導體的二硫化鉬(頂部)組成。紅點象徵著氮化硼層中的一個單一自旋缺陷。該缺陷可以作為堆棧中的一個局部探針。 更加精確地測量局部電磁場 研究人員表示:"我們預計,具有可控自旋缺陷的材料一旦被用於傳感器,將可以更精確地測量局部電磁場。"這是因為根據定義,它們處於與周圍世界的邊界需要被映射。可以想像的應用領域包括醫學成像、導航、任何需要對電磁場進行非接觸式測量的地方,或者信息技術領域。 安德烈亞斯·斯佩里希補充說:"研究界在尋找這方面的最佳材料的工作還沒有完成,但有幾個潛在的候選材料。"我們相信,我們找到了一個新的候選材料,它因其平坦的幾何形狀而脫穎而出,在電子領域提供了最佳的集成可能性。" 巧妙地克服自旋相干時間的限制 所有關於氮化硼的自旋敏感實驗都是在JMU進行的。"我們能夠測量特徵自旋相干時間,確定其極限,甚至巧妙地克服這些極限,"博士生和該出版物的第一作者Andreas Gottscholl說。自旋相干時間的知識對於估計自旋缺陷在量子應用中的潛力是必要的,而長的相干時間是非常可取的,因為人們會想要·可以進行更復雜的操作。 Gottscholl用簡化的術語解釋了這個原理。"想像一下一個繞軸旋轉的陀螺儀。我們已經成功地證明了在氮化硼層中存在這樣的微型陀螺儀。而現在我們已經證明了如何控制陀螺儀,也就是說,例如,在不接觸它的情況下,使其偏轉任何角度,最重要的是控制這種狀態"。 相干時間對相鄰的原子層反應敏感 對 "陀螺儀"(自旋狀態)的無接觸操縱是通過脈沖高頻電磁場--諧振微波實現的。JMU的研究人員還能夠確定 "陀螺儀"保持其方向的時間。嚴格來說,偏轉角度在這里應該被看作是一個簡化的說明,即一個量子比特可以承擔許多不同的狀態,而不是像比特那樣只有0和1。 這與傳感器技術有什麼關系?晶體中的直接原子環境影響著被操縱的自旋狀態,並能大大縮短其相干時間。"我們能夠證明相乾性對與最近的原子和原子核的距離、磁性雜質、溫度和磁場的反應是多麼的極其敏感--因此可以從相乾性時間的測量中推斷出量子比特的環境,"Andreas Sperlich解釋說。 目標:帶有自旋裝飾的氮化硼層的電子裝置 JMU團隊的下一個目標是實現一個由不同材料組成的人工堆疊的二維晶體,包括一個自旋成分。後者的基本構件是原子薄的氮化硼層,包含具有可訪問自旋狀態的光學活性缺陷。 在二維設備中不僅通過光學,而且通過電流來控制自旋缺陷及其周圍環境將是特別有吸引力的。這是一個全新的領域。 來源:cnBeta

滴滴發布全新自動駕駛硬體平台滴滴雙子星 傳感器增至50個

滴滴自動駕駛今日在上海車展發布全新硬體平台——滴滴雙子星,在電子元件、整車和體驗等多重維度升級。新平台搭載於沃爾沃XC90冗餘車型後,可在核心高性能傳感器、車載自動駕駛系統、遠程協助系統和前裝量產車型深度兼容四個方面實現多層冗餘,將成為滴滴新一代自動駕駛車隊的主力配置。 基於海量網約車數據以及真實路測數據,研發團隊對自動駕駛行駛區域進行多維度場景構建分析,推出全新一代更符合無人駕駛運營需求的硬體平台。相較上一代,滴滴雙子星自動駕駛硬體平台在傳感器數量級和種類,以及性能算力方面都大幅提升,全車傳感器數量增至50個,算力超過700TOPS,每秒超千萬級點雲成像,同時整體造價保持不變。 傳感器方面,新一代滴滴自動駕駛車搭載感器數量多達50個,最遠探測距離超過300米,最小可探測距離為10cm,車規級相機像素總和超1億。通過設計遠、中、近距的雷射雷達、攝像頭、雷達配置方案,結合紅外相機等多種傳感器功能,前向視角可實現12層傳感器冗餘覆蓋疊加,可提升車輛在樹蔭、隧道、雨霧、逆光、黑夜等復雜的場景下的感知能力,使自動駕駛系統達到更高的安全等級。 自動駕駛方面,滴滴自動駕駛自主研發的Fallback G備用系統,即使極端場景下主系統不可用,仍能毫秒級提供足夠的安全應對方案。能滿足ASIL-D最高等級安全認證要求,使得整體安全體系的部署更加周密。 滴滴自動駕駛遠程護航中心為無人駕駛測試運營構建第三層安全冗餘。通過車輛四周4個魚眼攝像頭,配合後台全方位自動駕駛運行場景檢測,硬體平台能協助遠程護航中心實現零距離多視角的遠程監控,從而有效實施遠程輔助或通過5G實現低延遲的遠程控制。 通過與沃爾沃合作構建第四層保障,滴滴雙子星率先搭載於沃爾沃XC90前裝量產冗餘車型上,車輛能實現制動、轉向、供電、通信冗餘,進一步確保行駛安全。在滴滴自動駕駛與沃爾沃汽車戰略合作儀式上,滴滴雙子星自動駕駛硬體平台首次正式亮相。 滴滴出行CTO兼自動駕駛CEO張博表示,安全是滴滴研發自動駕駛的初衷。滴滴雙子星在多個層次中設計了多重冗餘,讓主、備兩套系統既相互獨立,又能密切配合,為用戶提供多重安全保障,該方案也將為無人測試階段做好充分的安全准備。 除推出全新硬體平台,滴滴自動駕駛近期也升級了軟體版本,並於今年4月初發布全球首支自動駕駛連續5小時無接管視頻,在連續逆光行駛、狹窄路段超車,無保護左轉,以及大型路口掉頭等復雜場景表現穩定。 來源:cnBeta

DJI Air 2S配備1英寸傳感器,5.4K/30fps,4K/60fps

DJI大疆創新正式發布DJIAir 2S,產品秉持「一有盡有」的設計理念,在影像系統、飛行體驗、視覺識別以及智能功能等多方面完成重要升級,打造出更小、更輕、更智能的一英寸傳感器無人機,持續為用戶帶來更優質、更全面的無人機使用體驗。 DJIAir 2S是Air系列的第三款作品,輕小機身搭載一英寸2000萬像素影像傳感器,可拍攝5.4K/30fps、4K/60fps超高清視頻,最高支持8倍數碼變焦。全新的「大師鏡頭」功能可根據被攝目標自動匹配模式進行拍攝,解決用戶在航拍時遇到的運鏡難、出片難痛點。 DJIAir2S是大疆目前在影像、視覺感知、圖傳等技術領域深耕多年的集大成者,一台無人機滿足大部分飛行想像。硬體升級夯實使用基礎,軟體功能設計則可以幫助用戶以低成本獲得高品質航拍體驗,無論是影像創作還是生活旅行DJIAir 2S 都能勝任。 軟硬體結合,釋放「一英寸」影像魅力 全新的DJIAir 2S保持Air系列摺疊設計,在多項硬體升級的同時機身重量輕於600克,輕小機身更利於用戶外出攜帶。 DJIAir 2S攻克雲台小型化技術難點,成功搭載用戶期待的一英寸影像傳感器。在完成影像系統升級後,DJIAir 2S錄製解析度、動態範圍、解析力等多方面都有大幅提升。視頻方面,可拍攝5.4K/30fps、4K/60fps超高清視頻,最高支持8倍數碼變焦。支持10bit Dlog-M 模式,可記錄多達10億種色彩,同時保留更多亮部及暗部細節,12.6檔動態範圍的RAW格式照片。DJIAir 2S影像系統提供高規格的硬體基礎,為高品質航拍創作提供更多可能。 DJIAir 2S延續Air系列諸多改善航拍體驗的功能,例如更輕鬆拍出高質量短片的「一鍵短片」1功能;更省心的「焦點跟隨」2功能,這類功能將複雜的基礎操作整合,降低使用門檻。全新的「大師鏡頭」功能也基於同樣的理念設計,使用該功能時,設備自主判斷被攝目標,自動匹配人像、近景、遠景任一模式進行錄製,並自動完成後續的剪輯及配樂,最終輸出的將是一段富有電影質感的視頻短片。DJIAir 2S在功能設計上大幅降低用戶獲得高質量航拍體驗的成本,讓用戶能真正享受一英寸影像傳感器所帶來的影像魅力。 打破邊界,暢享飛行樂趣 在用戶使用無人機的場景中,飛行體驗也是不可忽視的一個環節。DJIAir2S新增上視雙目傳感器,由此可實現上下前後四個方向的障礙物感知,更好地保障飛行安全。在平穩飛行時前視傳感器承擔主要障礙物感知任務,而在快速飛行時速度較快且機身姿態也變得傾斜,此時上視傳感器將承擔主要的障礙物感知任務,上視與前視雙目傳感器相互協作覆蓋更多應用場景。高級輔助飛行系統(APAS)提升至4.0版本,擁有更好的環境地圖建模算法,讓飛行器的避障、繞行更可靠、更流暢。 DJIAir 2S 搭載大疆最新的DJIO3圖傳系統,可實現1080P高清圖傳,延時更低,抗干擾能力更強。在SRRC標準下最遠圖傳距離為8公里3,4天線設計也提供了更廣的信號覆蓋。更好的圖傳系統、更合理的天線設置保障了流暢的飛行體驗。在硬體配置升級的情況下,DJIAir 2S 最長續航為31分鐘4,有效保障飛行時長。DJIAir 2S 對於飛行體驗的重視既是大疆對無人機這個產品品類的本心,也是對用戶期望獲得更高層次飛行樂趣的反饋。 發售和售後服務 DJIAir 2S售價6499元,包含1台無人機主機、1塊智能飛行電池、遙控器、1對備用槳葉等配件。用戶還可選購DJIAir 2S暢飛套裝,售價8399元,包含1台無人機主機、3塊智能飛行電池、遙控器、3對備用槳葉、雙向充電管家、充電器及配套收納包。 以下插播福利,以下插播福利:購買正品行貨影視設備上影視工業網VIP商城:https://107cine.com/vip,開通VIP會員,購物更優惠! 影視工業網VIP商城,限時限量,特價秒殺!活動倒計時! 【新品限量福利】 洋蔥工廠巧克力SE 電動滑軌 零售999元 預售價899元!!! 現在購買再送179元布朗尼RGB補光燈一個 福利截止到本月17號哦~ 【影視工業網VIP商城】 ↓↓↓ 本文為作者 活水來 分享,影視工業網鼓勵從業者分享原創內容,影視工業網不會對原創文章作任何編輯!如作者有特別標註,請按作者說明轉載,如無說明,則轉載此文章須經得作者同意,並請附上出處(影視工業網)及本頁連結。原文連結 https://107cine.com/stream/136066 來源:kknewsDJI Air...

新型皮下傳感器使用微量黃金顯示血液中的藥物水平

據外媒報道,當病人接受藥物治療時,很難確定到底有多少藥物進入了血液。現在,一種新的皮下「紋身」可能會有幫助,這要歸功於其變色的金納米顆粒。目前,來自德國美因茨約翰內斯古滕貝格大學的科學家們正在研發這種傳感器,該傳感器被描述為「比一便士大不了多少,厚度只有一毫米不到。」 它是由一種生物相容的多孔水凝膠組成,其內部則是被特定藥物分子受體包裹的金納米顆粒。 這種透明的生物組織狀裝置通過外科手術植入到皮膚下後,血管會通過裝置中孔隙生長進而將血液輸送到納米顆粒上。血液中的任何一種靶向藥物都會跟受體結合,從而使黃金反射出特定顏色的紅外光--根據血液中藥物的濃度,這種顏色的變化是可預測的。 盡管這些納米顆粒無法用肉眼看到,但當使用一種特殊的紅外讀取器的時候就會通過皮膚顯示出來。跟之前開發的一些皮下傳感器不同--只能在幾天內保持穩定,這種傳感器則可以在幾個月內都保持工作狀態。 目前,它已經在無毛的實驗室大鼠身上進行了測試,其可以准確地指示它們血液中不同水平的抗生素。科學家們希望,一旦這項技術得到進一步發展,它將不僅可以用於檢測藥物還可以用於檢測跟不同醫療狀況相關的生物標記物。 來源:cnBeta
麻省理工學院創造了一個水凝膠外殼 以防止工程細菌傳感器逃逸到環境中

麻省理工學院創造了一個水凝膠外殼 以防止工程細菌傳感器逃逸到環境中

科學家們一直在開發工程細菌菌株,旨在用作檢測環境污染物的傳感器。這種細菌可以用來檢測重金屬等污染物。將傳感器部署在環境中,可以幫助科學家追蹤污染物水平如何隨着時間的推移在廣泛的地理區域內發生變化。需要注意的是,有人擔心這種轉基因細菌可能會逃到野外與其他生物體共享其基因。 麻省理工學院的工程師已經設計出一種方法,通過將細菌傳感器封裝在堅韌的水凝膠外殼中,防止它們逃入環境中,從而使細菌傳感器的部署更加安全。項目的研究人員發現,他們可以將轉基因大腸桿菌嵌入水凝膠球體中,使其能夠檢測到他們正在尋找的污染物,但又能與其他生物體隔離。 水凝膠球體還可以保護傳感器免受環境破壞。有關細菌被設計成表達它們通常沒有的基因迴路,使它們有能力檢測各種分子。這些電路的設計使目標的檢測觸發綠色熒光蛋白或生物發光的產生。細菌還可以將該事件的記憶記錄在細胞DNA中。 細菌中做到這一點所需的基因迴路通常包括抗生素抗性基因。研究人員表示,一個特定的基因可以讓他們確保基因迴路正確地插入到細菌細胞中。這很容易理解,帶有使其具有抗生素抗性的基因的轉基因細菌如果釋放到環境中,會如何有害。許多細菌可以使用一種稱為水平基因轉移的過程在不同物種之間交換基因。 為了防止這種基因交換,研究人員過去使用了一種被稱為 "化學遏制"的策略,涉及設計細菌傳感器,使它們需要一種它們在野外無法獲得的人工分子。另一個挑戰是,在一個非常大的細菌群體中,有一小部分人有可能獲得突變,使他們能夠在沒有分子的情況下生存。 在這項研究中,研究人員靠物理封印,將細菌封裝在一個裝置內,防止它們逃跑。在過去,人們使用了塑料和玻璃等材料,但並不奏效,因為它們會形成擴散障礙,阻止細菌與它們需要檢測的分子相互作用。通過將細菌封裝在水凝膠中,水凝膠的孔隙足夠大,可以讓糖和重金屬等分子進入內部,細菌會在受到保護的同時仍然可以檢測重金屬分子。 來源:cnBeta
科學家設計出可安裝在貽貝身上的新型傳感器 可作為污染檢測器

科學家設計出可安裝在貽貝身上的新型傳感器 可作為污染檢測器

當水道中出現毒素時,淡水貽貝是最先做出反應的生物之一。一種安裝在貽貝身上的新型傳感器就是考慮到這一點而設計的,作為及早發現水污染的一種手段。貽貝通過打開外殼進食,然後將水中的微小生物過濾掉。盡管這種軟體動物通常是群居的,但這些群體的成員通常不會同時進食。 這意味着,通常情況下,它們的開殼和閉殼是相互獨立的。也就是說,如果有害的水體物質流經一群貽貝,它們就會突然同時閉殼。而這正是新型傳感器的作用所在。 該傳感器是由北卡羅萊納州立大學的一個團隊設計,由兩個相連的慣性測量單元(IMU)組成。一個IMU附着在貽貝的一側,另一個附着在另一側。每一個IMU都包含一個加速度計和一個磁力計。 當貽貝關殼時,兩個IMU會檢測到這個動作,因為貝殼兩側的角度會突然改變。因此,如果一個河床中的多個貽貝都配備了傳感器,就可以判斷它們是否都同時閉殼。一組的所有傳感器都可以硬連接到一個安裝在溪流內木樁上的太陽能處理器上。那個裝置又會通過蜂窩網絡不斷傳輸數據。如果檢測到一組貝殼閉合,那麼當局就可以立即開始尋找大概導致閉合的毒素來源。 當對魚缸中的淡水貽貝進行測試時,傳感器始終能檢測到小於1度的貝殼運動。而到目前為止,這些設備已經同時用於四個貽貝,但可以想象,這項技術可以同時跟蹤幾十個貽貝。 「我們的目標是建立一個『貽貝互聯網』,並監控它們的個體和集體行為,」Alper Bozkurt教授說,他和Jay Levine教授一起領導這項研究。「這最終將使我們能夠將它們作為環境傳感器或哨兵。」 有關該研究的論文近日發表在《IEEE Sensors Letters》雜誌上。 來源:cnBeta
新型量子傳感器為超導量子計算機發展開辟了新路徑

新型量子傳感器為超導量子計算機發展開辟了新路徑

莫斯科國立科技大學(NUST MISIS)、俄羅斯量子中心(RQC)、以及德國卡爾斯魯厄理工學院(KIT)的一支聯合研究團隊,已經在量子優勢研究方面取得了重大的進展。由發表在《npj 量子信息》期刊上的研究論文可知,其打造的一款量子傳感器,為量子比特中兩檔能級缺陷的測量和操縱鋪平了道路。 (圖自:Sergey Gnuskov / NUST MISIS) SCITechDaily 指出,在量子計算中,信息以量子計算進行編碼。在經典的量子力學模擬實驗中,量子比特有着相乾的兩級系統。 當前最主要的量子比特模式,是基於約瑟夫森結(Josephson junction)的超導量子比特,正如我們在 IBM 和Google的量子處理器上所見到的那種量子比特。 與此同時,科學家們仍未放棄尋找不受其環境影響、支持精確測量和控制、更加完美的量子比特。 超導量子比特的關鍵,在於納米級的超導體-絕緣體-超導體約瑟夫森結。作為一種隧道結,它由兩片超導金屬製成,並由非常薄的絕緣層(常見為氧化鋁)隔開。 然而現代技術不允許以 100% 的精度來構建量子比特,結果導致了所謂的隧穿兩級缺陷。這限制了超導量子器件的性能,並且會引起計算錯誤。 確切的說法是,缺陷會導致量子比特的壽命極短或退相干。而氧化鋁和超導體表面的隧穿缺陷,就是超導量子比特中波動和能力損耗的重要來源,最終限制了計算機的運行時間。 研究配圖 - 1:實驗設置與量子比特樣本 研究人員指出,發生的材料缺陷越多,對量子比特的性能掣肘就越大,進而引發更多的計算錯誤。 好消息是,得益於新開發的量子傳感器,其能夠對量子系統中的各個二級缺陷展開測量和操作。 研究配圖 - 2:缺陷光譜 研究合著者,NUST MISIS 超導超材料實驗室負責人、俄羅斯量子中心研究組負責人 Alexey Ustinov 教授表示:「傳感器本身就屬於超導量子比特,能夠對單個缺陷進行檢測和處理」。 盡管此前也有研究材料結構的傳統技術,例如小角度 X...
蘋果HomePod mini隱藏功能被發現 自帶溫濕度傳感器

蘋果HomePod mini隱藏功能被發現 自帶溫濕度傳感器

前不久,蘋果全球下架HomePod揚聲器,該音箱已停產,官網已經無貨。取而代之的是去年11月發售的HomePod mini,價格僅為749元。 如果你入手了這篇相對便宜的音箱,那麼好消息來了。 有財經媒體援引知情人士說法稱,HomePod mini內部集成有溫濕度傳感器,只是尚未被蘋果激活。設計之初,它被設想用於檢測環境溫度、干濕度等,甚至可聯動Homekit智能家居進行一些高級操作,比如溫度過高時打開風扇等。 iFixit的拆解顯示,該傳感器位於電源線纜旁邊,放置在底部,約一粒米大小(1.5 x 1.5mm),德儀製造,型號HDC2010。從位置等判斷,應該是用於外部環境監測。 當然,按照蘋果給出的Homepod mini使用規范,溫度范圍是0~35攝氏度,濕度范圍是5%~90%的非冷凝狀態。 歷史上,這也不是蘋果第一次埋伏非活動組件了。2008年的iPod Touch內置藍牙模塊直到次年軟件更新後才被激活。所以外界有理由相信,這顆傳感器不會是擺設,未來解鎖後可有大用。 作者:萬南來源:快科技

給機器人裝上蝗蟲耳朵 以色列科學家實現生物傳感器新突破

作為藍胖子的偽粉,編輯某天在知乎上刷到「哆啦 A 夢為什麼沒有耳朵?」的問題時,迫不及待地點進去想知道答案。不少答主都表示,原本黃色的貓形機器人哆啦 A 夢在睡覺時被機器老鼠咬掉了耳朵,還被妹妹哆啦美嘲笑,傷心的哆啦 A 夢被藍色的眼淚淹沒,於是變成了我們熟悉的「無耳藍貓」形象。 【圖源知乎答主王昌齡】 不過,消失的耳朵似乎並不影響哆啦 A 夢聽見外界的聲音——正如知乎答主錦曦日所說,哆啦 A 夢本質上是個披着一個軟外套的金屬機器人,大致可以推斷出它的耳朵、外套的材料一致,也就是說它的耳朵是一個純粹的裝飾品。 問題來了,現實中機器人的耳朵到底是什麼? 第四十屆語音信號處理國際頂級會議 ICASSP2015 上,一篇題為 Robot audition: Its rise and perspectives(機器人聽覺:興起與展望)的論文提到: 機器人用「耳朵」同時聽到幾件事,正是基於其聽覺能力,這也是改善人機互動與共生的重要因素。 機器人聽覺主要有三大功能:聲源定位、聲源分離、分離後的聲音識別。 其聽覺的關鍵在於對噪聲環境的實時處理和魯棒性,以及對各種機器人和硬件配置的高靈活性。 通俗來講,要想讓機器人「聽見」,就需要麥克風陣列將聲音信號轉換為電信號,隨後經過對電信號進行處理,獲得聲音包含的信息。 當然,打造機器人聽覺,說起來容易做起來難。 機器人的聽覺系統需要傳感、機械、控制等因素的協調配合,可謂涵蓋了多個學科,要想做到像人耳那樣(能聽辨出聲音類型、內容、來源、遠近、方位等)是一件困難的事情。 那麼,既然模仿生物耳朵不易,那麼直接把生物耳朵「接」在機器人身上,可行嗎? 其實,這個有點兒古怪甚至可以說是殘忍的想法來自於以色列特拉維夫大學的一個研究小組。 前不久,該團隊題為 Ear-Bot: Locust Ear-on-a-Chip Bio-Hybrid Platform(耳朵機器人:蝗蟲耳朵芯片生物混合平台)的研究成果正式發表於《傳感器》雜誌。 生物耳朵有何優勢? 這項研究中,研究團隊選定的主角是蝗蟲。 原因在於,經過數億年的進化,昆蟲已經獲得了一些自然界中最為高效強大的感知器官,如果把這些感知器官視作傳感器,那麼相比眾多人造傳感器,這種傳感器的優勢在於體積小、重量輕、功耗低、可適用於多變的環境。 尤其是在聽覺方面,昆蟲的聽覺傳感器經過多次進化,已經可以發揮場景分析、交流的功能,有着高度的多樣性,具體來看: 形態上,其耳朵可以是近場敏感的觸角,也可以是遠場敏感的鼓膜。 功能上,可以是窄帶過濾器(蚊子),也可以是寬帶傳感器(夜蛾)。 神經處理上,可以只有一個神經元(夜蛾),也可以有數千個干預神經元(雄性蚊子耳朵有 15000...
可控納米孔可能會帶來單分子傳感器和更便宜的基因組測序

可控納米孔可能會帶來單分子傳感器和更便宜的基因組測序

大阪大學的研究人員創造了電壓控制的納米孔,可以在顆粒試圖通過時捕獲它們,這可能會導致單分子傳感器,以及更便宜和更快的基因組測序。 來自大阪大學科學與工業研究所的科學家們在二氧化硅中製造了納米孔,這些納米孔的直徑只有300納米,周圍是電極。這些納米孔只需施加電壓就可以防止顆粒進入,這可能允許開發能夠檢測極小濃度目標分子的傳感器,以及下一代DNA測序技術。 納米孔是一種微小的孔,其寬度僅夠一個分子或粒子通過。納米粒子通過這些孔的運動通常可以被檢測為電信號,這使得它們成為新型單粒子傳感器一個有前途的平台。然而,迄今為止,對粒子運動的控制一直是一個挑戰。 大阪大學的科學家們利用集成納米機電系統技術生產了固態納米孔,寬度只有300納米,開口周圍有圓形鉑金柵極,可以防止納米粒子通過。這是通過選擇正確的電壓,拉動溶液中的離子產生逆流,阻止納米粒子的進入來實現的。 當通過表面電動勢對電滲流進行微調時,單納米粒子的運動可以通過施加在周圍柵極上的電壓來控制,當顆粒被困於納米孔開口處後,電泳吸引和水力拖動之間就可以產生微妙的力不平衡。屆時,顆粒可以被極慢地拉入,這可能會讓DNA等長聚合物以正確的速度穿出,從而進行測序。 目前的方法不僅可以實現對病毒等亞微米級物體更好的傳感精度,還可以為蛋白質結構分析提供一種方法。"資深雖然納米孔已經被用來根據產生的電流來確定各種目標分子的身份,但本項目所展示的技術可以讓更廣泛的分析物通過這種方式進行測試。例如,需要以非常可控的速度拉入的蛋白質和微RNA片段等小分子也可能被檢測出來。 來源:cnBeta

美國毅力號火星車完成風力傳感器部署

美國國家航空航天局(NASA)的毅力號火星車在火星表面完成風力傳感器的部署,而任務團隊繼續對火星車狀態進行檢測,並有條不紊地開展設備部署。自2月18日毅力號火星車在火星表面着陸以來,任務團隊一直在穩步檢查火星車的7套科學儀器和各種子系統。 火星車上導航攝像機拍攝的照片顯示,毅力號火星車剛剛完成風力傳感器的部署。 風力傳感器是毅力號所搭載火星環境動態分析儀(MEDA)的重要組成部分。這套儀器將監測毅力號火星車着陸點的空氣溫度、濕度、輻射、塵埃以及風力。毅力號火星車着陸點位於傑洛隕石坑的底部,這是一個寬45公里的區域,在火星遠古時期曾有一個很深的湖泊和河流三角洲。 毅力號火星車是NASA耗資27億美元打造的「火星2020」計劃核心設備,其將在傑洛隕石坑尋找火星曾經存在的生命跡象,收集並保存樣本,以便將來返回地球。但主要的科學工作要在晚些時候展開,毅力號火星車到訪火星的第一個主要任務是找到一個可以讓所攜帶直升機大家起飛的機場。 這架名為機智號的直升機重1.8公斤,其將嘗試在地球以外的世界完成首次直升機飛行,展示的相應技術可能為全新的火星探索方式鋪平道路。 任務團隊表示,機智號直升機可能會在今年春天進行飛行,火星車的科學研究和取樣工作將在今年夏天開始。 目前任務團隊已經發布了6300多張火星車在傑洛隕石坑拍攝的照片,其中很多都是用毅力號火星車上所攜帶的Mastcam-Z相機系統拍攝的高分辨率照片。 來源:cnBeta
科學家演示基於昆蟲耳朵的傳感器方案 可用於小車的行進控制

科學家演示基於昆蟲耳朵的傳感器方案 可用於小車的行進控制

以色列特拉維夫大學的一支研究團隊,剛剛介紹了一套基於蝗蟲耳朵的「半生物 / 半機械」裝置。作為仿生學的一個寶庫,大自然已經向我們展示了較閉門造車更優秀的各種解決方案。而在這套「生物傳感器」的幫助下,系統可以拾取環境中的簡單聲音指令,為未來更靈敏和高效的傳感器鋪平了道路。 原理圖(來自:Tel Aviv University) 通過將昆蟲與機器人或電子系統結合起來,此前已有研究團隊展示過可用於嗅探爆炸性化學物質的半機械蝗蟲、可執行搜索和救援任務的半機械蟑螂、以及可充當機動性極強的無人機的半機械蜻蜓。 在特拉維夫大學的這項新研究中,科學家團隊將一隻已故蝗蟲的耳朵連接到了機器平台上,以代替傳統的麥克風。 通過「單耳」設備為其提供氧氣和養分,研究小組維持着它的生物功能,以便整套系統可對環境聲音作出響應。 機器人組件側視圖(來自:Sensors | MDPI) 由「耳朵芯片」接收到的電信號會被放大並傳輸給系統本體,演示用的機器人經過了特殊的編程,可針對不同的拍手聲給出不同的動作響應。 測試期間,當研究人員單次拍手時,機器人就會向前移動。而連拍兩次手掌,小車又會向後移動。 研究團隊表示,這項演示進一步證明了我們能夠如何利用天然傳感器來獲得巨大的優勢。論文作者 Ben Maoz 指出: 就靈敏度和能效表現而言,生物系統較技術衍生方案有着天然的巨大優勢。而特拉維夫科學家們的這項技術演示,為機器和昆蟲之間的感官整合方案開辟了一扇新的大門。 由於某些從頭開始打造的解決方案並不高效,新方案可幫助科學家們節省大量的開發時間,並將精力放到更重要的項目攻關上。 有關這項研究的詳情,已經發表在近日出版的《傳感器》(Sensors)期刊上。 原標題為《Ear-Bot: Locust Ear-on-a-Chip Bio-Hybrid Platform》。 來源:cnBeta
填補監測空白:科學家成功將海底光纜變成地震海嘯傳感器

填補監測空白:科學家成功將海底光纜變成地震海嘯傳感器

根據一項最新研究,未來可通過在全球范圍內傳輸數據的海底光纜網絡來追蹤地震和海嘯。在去年的一次測試中,Google的一根光纜通過檢測沿電纜發送的光脈沖的畸變,成功地接收了附近的地震。這是研究人員過去幾年一直在努力研究地震的一種新方法。 ...
新一代「守護人」 印尼雨林裝傳感器監聽非法砍伐

新一代「守護人」 印尼雨林裝傳感器監聽非法砍伐

據新加坡《聯合早報》18日報道,印度尼西亞大片熱帶雨林在非法砍伐下,正以驚人的速度消失。不過,印尼現在有了一個對付濫伐森林的新「武器」——監聽伐木聲音的傳感器。約一年多以前,美國非營利雨林保護組織(Rainforest Connection)在印尼西蘇門答臘省的熱帶雨林建立一個太陽能傳感器系統,利用傳感器和音頻來探測非法砍伐的聲音。 ...
關於澳大利亞山火  你可能需要知道這些

Gridware正為電網故障和野火打造早期檢測傳感器

據外媒TechCrunch報道,未來幾年,隨着全球氣候變化加劇風暴和野火活動,電網將越來越多地出現在新聞中,電網承受着越來越嚴峻的壓力。正如TechCrunch記者Jon Shieber周二寫道:「無論是像加州這樣的重度管制市場,還是像德克薩斯州這樣的自由市場,當前的政策都無法阻止天氣造成的破壞,並將人們的生命置於危險之中。」 電網被認為是本世紀人們面臨的最嚴峻挑戰之一的中心。 ...
可穿戴式傳感器可檢測人體汗液中的壓力激素皮質醇

可穿戴式傳感器可檢測人體汗液中的壓力激素皮質醇

EPFL的工程師與一家名為Xsensio的初創公司合作,開發了一種新型可穿戴式傳感芯片,可以測量人體汗液中一種名為皮質醇的壓力激素的濃度。這種可穿戴傳感器可以實現准連續監測,可以幫助醫生了解和治療與壓力相關的疾病,如倦怠和肥胖。 ...

外網測試索尼a7C傳感器得95分和佳能R5傳感器得分一致

DxOMark 2020年12月25日發佈測試索尼緊湊型全尺寸無鏡 α7C 傳感器分數和評論。 索尼全畫幅微單緊湊型相機a7c傳感器在DxOMark 的測試得分為 95,在全尺寸傳感器方面排名第 17 位,在索尼相機中排名第 7。 總體而言,α7C BSI 背照式CMOS 傳感器頗具競爭力,在低噪聲、色彩再現和動態範圍方面具有出色的平衡性能。 當然,α7C 傳感器與 Z6 和 S1 中使用的相同型號的傳感器的性能大致相同。 α9 II相機上用堆疊式傳感器在動態範圍方面不如 α7C。 與 EOS R6...
記憶體跌價 三星計劃將一條生產線轉產CIS芯片 挑戰索尼

記憶體跌價 三星計劃將一條生產線轉產CIS芯片 挑戰索尼

2019到2020年的兩年間,記憶體價格都在下滑,以致於記憶體廠商日子不好過,紛紛調整產能,消息稱三星計劃將一條記憶體生產線轉產CIS傳感器芯片。 三星、美光、SK海力士等三大記憶體原廠從去年底就開始削減記憶體投資,減少記憶體產量,不過多餘的生產線也不是說淘汰就淘汰的,三星已將目光放在了新的市場上,那就是手機CIS傳感器芯片。 三星近年來首發了1億像素CIS傳感器,目前已經得到了市場認可,訂單正在不斷增加中,三星計劃將一條記憶體生產線轉產CIS芯片。 目前三星的CIS傳感器芯片產能是每月10萬晶圓,每年營收大概是42.6億美元,記憶體生產線轉產之後會提升到每月12-13萬片晶圓的水平,與索尼每月13.7萬晶圓的產能差距大幅縮小。 在CIS傳感器市場上,三星的最新份額在21.4%,索尼則占據了44.2的份額,依然是第一,但三星的份額在提升,索尼的份額實際上在下降,三星一直希望能夠挑戰索尼,特別是當前智能手機攝像頭越來越多,像素數也在大幅增長。 作者:憲瑞來源:快科技

三星6億像素傳感器曝光!比手機還要厚,拍照要等10秒?

瞭解更多熱門資訊、玩機技巧、數碼評測、科普深扒,點擊右上角關注我們 ---------------------------------- 儘管雷總曾經說過:「像素不是越高越好,鏡頭不是越多越好。」但從這兩年手機拍攝領域的發展來看,高像素和多攝組合都是目前的大趨勢。去年小米推出的CC9 Pro搭載了1.08億像素傳感器,首次將手機像素提升至億級。 近期,著名數碼博主@i冰宇宙爆料,三星正在研發一款高達6億像素的傳感器,這款傳感器擁有1/0.57英吋超大底,單位像素麵積為0.8μm,支持8K超清視頻錄製。 此外,這款傳感器還將應用三星研發的ISOCELL技術。ISOCELL技術能夠在圖像傳感器的像素之間形成一道物理性質絕緣體,可以確保像素之間的光信號不會互相干擾,從而提高圖像的清晰度和色彩準確度,實現圖片質量的全面提升。 不過這種傳感器也有一個問題,那就是太厚太大了。畢竟底接近2英吋,厚度達到了22mm。目前旗艦手機的厚度一般都在10mm以內,這個傳感器肯定是塞不進去的。所以三星還在做進一步技術研發,以求解決凸起問題,Galaxy S21系列無緣這顆傳感器。但也有網友表示,接近APS-C畫幅單反的底,就算強行塞進了手機,其他硬體又該放到哪里? 技術問題暫且留給三星,面對這款傳感器最慌的應該就是索尼了。儘管在目前在手機傳感器領域,索尼依舊是絕對的王者,三星和豪威科技只能排在後面,但從今年這三大傳感器廠商的表現來看,索尼的地位正面面臨著嚴峻的挑戰。 從前旗艦手機大多都是採用索尼的傳感器,今年的旗艦中,OPPO和華為依舊是索尼傳感器,小米10系列前兩部都是三星1.08億像素傳感器,小米10至尊紀念版則採用了豪威科技的vo48c傳感器,vivo許多旗艦機型也轉用了三星GN1傳感器。三星在旗艦領域發力,已經開始與索尼平分秋色,中低端豪威科技出貨量一直龐大,是索尼的有力競爭對手。如今豪威科技也開始衝擊高端,ov48c表現不錯。 索尼的產品質量固然不錯,但今年卻沒有推出有噱頭的傳感器。雖然此前@數碼閒聊站曾爆料,索尼也在研發1億像素級傳感器,但未確定什麼時間才能量產商用。如今三星6億像素傳感器已經曝光,預計兩三年內之內就會商用。現在看來,索尼不但要注重產品實力,同樣也需要推出幾款吸引消費者眼球的傳感器了。 ---------------------------------- 點擊文章頂部雷科技頭像,私信回覆「搞機」,即可獲得玩機技能合集。 來源:kknews三星6億像素傳感器曝光!比手機還要厚,拍照要等10秒?

傳感器融合是自動駕駛汽車的先決條件

自動駕駛汽車需要攝像頭、雷達和LiDAR等傳感器來查看周圍環境。視聽設備還需要計算能力和人工智慧來分析多維(有時是多源)的數據流,以便為車輛提供實時的整體和統一的環境視圖。如果傳感器融合為完全自主化指明了道路,那麼仍然存在許多技術挑戰。 在2020年布魯塞爾國際傳感技術展上的一次演講中,英飛凌技術奧地利公司的概念工程師Norbert Druml分享了一項價值5100萬歐元的歐洲研究項目,該項目被稱為Prystine —汽車智能可編程系統。Druml展示了迄今為止在3級自治之外的故障操作感測、控制和AI控制的車輛演示器領域所取得的一些關鍵成果。我們一起來看一下吧! 來源:Prystine 故障操作行為 車輛將逐漸獲得更多的自主功能,駕駛員將不再專注於駕駛,而是將更多精力放在監視智能系統上,這些智能系統將授權駕駛行為。在第三級或自動駕駛功能達到其操作極限的情況下,駕駛員可以接管駕駛任務。但是,在第4級和第5級,不不能依靠驅動程序進行及時和適當的干預。自動化必須能夠自行處理安全危急的情況。在這方面,故障操作行為在自動化鏈的意義、預測和行動階段至關重要。 Prystine的主要目標之一是實現融合(故障操作的城市周圍環境感知),該技術基於強大的雷達和LiDAR傳感器融合技術以及控制功能,以確保「在鄉村和城市環境中以及在傳感器啟動時的安全自動駕駛」會因為惡劣的天氣而失敗。」 Druml說。 我們的目標是從故障安全系統轉變為故障操作行為系統,「以真正提高集成到未來汽車中的所有組件的安全性」。「這包括安全控製器、傳感器、雷達,LiDAR、攝像機和具有處理能力的計算平台之類的組件。」 當檢測到故障時,Prystine合作夥伴所設想的故障操作行為系統不會關閉全部功能。相反,Druml說:「它將激活備份系統,能夠支持一些功能,並駕駛汽車在減速到下一個進站。」 為了實現Prystine的融合,我們的研究重點是開發四類AI算法,如下所述。 檢測易受傷害的道路使用者 在歐盟,22%的道路死亡人數是行人,而8%是騎自行車的人。該集群通過融合來自雷達、LiDAR和攝像頭傳感器的數據,滿足了對弱勢道路使用者(行人,騎自行車的人,兒童以及殘疾人和老年人口)的感知。SuperSight解決方案的開發旨在消除盲點,使脆弱的道路使用者在進入駕駛員的自然視野之前就可以看到他們。合作夥伴聲稱,SuperSight還提供自動安全警報,可減少交通事故並提高駕駛員的主動性。SuperSight解決方案使用360°視頻處理,並在車輛上安裝了周圍的攝像機。 交通管理 在從2級和3級自動駕駛過渡到4級時,車輛需要應對更複雜的交通狀況和道路網絡,尤其是在城市環境中。在這里,我們正在研究一種交通管理解決方案,該解決方案融合了來自交通控製器、浮動汽車數據和自動車牌識別攝像頭的交通數據。「我們融合了這些數據,並為汽車和道路使用者提供了交通預測,」 Druml說。「這提供了超越實際汽車的視野,汽車可以優化其軌跡和路徑規劃。」 例如,汽車可能會調整其軌跡和速度,以運行綠燈,並優化時間和能源消耗。 懸架控制 雷射三角測量、雷達和超聲成像——這些技術可以掃瞄路面狀況,從而使車輛可以通過更改阻尼係數或懸架系統的垂直位置來對預期狀況做出反應。Druml說:「算法會分析前方道路的幾何形狀,並以這種方式適應汽車的懸架,使用戶不會感到道路上有坑窪或顛簸,這樣,駕駛汽車的便利性便大大提高了。」 車輛控制和軌跡規劃 Druml表示,這類算法適用於碰撞檢測、避免碰撞、變道、緊急停車、超車、重型卡車和全尺寸拖車的倒車以及啟動/停止安全等情況。集群部署在一個演示器中,具有三個複雜級別。在第一級,稱為共享控制場景,駕駛員由一個基於人工智慧的副駕駛員支持,該副駕駛員「持續分析汽車的軌跡」。如果檢測到安全危急情況,基於人工智慧的輔助驅動程序將支持該驅動程序,並希望能夠以安全的方式解決危急情況。」 下一層的複雜性稱為分層控制,「在不同的自動化級別之間平穩切換」。例如,車輛可以從「受監管的城市控制切換到城市司機,這不僅通過持續監控駕駛場景和汽車周圍的情況,還通過分析司機的狀態和操作的複雜性來實現。」 第三級完全是由AI控制的車輛。在這里,我們融合了來自雷達、LiDAR和攝像機的傳感器數據,並考慮了基於雲的信息,特別是交通狀態和交通預測信息,以改善基於AI的自動駕駛解決方案。 在加速AVs出現的激烈競爭壓力下,傳感器融合算法的發展取得了重大進展。但是我們的AV傳感器融合技術發展到什麼程度了?市場參與者是如何應對的? 汽車製造商奧迪在2016年採取了第一步,採用zFAS域控製器。特斯拉的自動駕駛儀硬體採用了類似的方法,它「從所有嵌入的傳感器收集數據,但也控制音頻和射頻,以及導航系統。」 「使用這種類型的域控製器,可以更輕鬆地實現數據融合,」 Boulay說。特斯拉對其Autopilot硬體採取了類似的方法,該硬體「收集來自所有嵌入式傳感器的數據,還可以控制音頻和RF以及導航系統。」 如Prystine項目中所述,開啟自動駕駛的一個關鍵是融合和解釋來自各種傳感器的數據,以便系統可以像人類駕駛員一樣看到並理解車輛的周圍環境。人工智慧將被越來越多地應用,所有開發算法來分析如此大量的異構數據的公司預計將發現許多機會,而對於製造晶片來處理數據的公司來說也是如此。隨著自治級別的提高,對計算能力的需求也不斷增加。例如,機器人汽車已經超過了每秒250萬億次的操作,而特斯拉的完全自動駕駛能力接近每秒70萬億次。 計算能力可以無限增加嗎?在什麼級別上可以認為足夠用於完整的AV?Boulay說:「有些公司將擁有需要中等計算能力的優化系統來實現完全自治,而其他公司則可能需要兩倍的資源。只有時間才能證明極限在哪里。」 一些挑戰與傳感器和計算的功耗有關,尤其是在電動汽車中。「處理大量數據可能會影響電動汽車的行駛範圍,而由於範圍是客戶的主要關注點,因此這種自主系統必須具有高能效。」 與傳感器融合有關的另一個挑戰是在不同維度空間(即2D和3D)中融合數據的能力。Boulay說:「這是OEM和Tier Ones必須回答的關鍵問題。LiDAR將能夠以3D設置場景、攝像機和雷達將用於微調該場景,從而為圖像帶來色彩,為物體帶來速度。而要實現這將是相當複雜的,這將是領導者和落後者之間的區別。」 文中部分圖片來自網絡,如侵權,請聯繫刪除 想要瞭解汽車更多內容,就留言聯繫我們吧! 來源:Anne-Françoise Pelé:Sensor Fusion Is Prerequisite for Autonomous Vehicles - 服務內容 - 來源:kknews傳感器融合是自動駕駛汽車的先決條件

蘋果16英寸MacBook Pro藏了一個新傳感器,iFixit完整拆解都忽略了

上周,蘋果擠牙膏一般通過更新官網的方式發布了其最新的16英寸MacBook Pro,帶來了更大的螢幕、更快的AMD顯卡、回歸剪刀腳的鍵盤、更強的揚聲器以及麥克風等等,還有更高的價格以及一款價格和AirPods 2配無線充電盒一致的真皮保護套。除了這些之外,蘋果還在新款MacBook Pro上內置了一些你可能察覺不到的新硬體,就連iFixit的完整拆解都沒能發現。 圖片來自iFixit,下同 據MacRumors報導,在其獲得的一份Apple授權服務提供商的內部文件當中,蘋果公司指出在16英寸MacBook Pro中包含了一個新的「蓋角傳感器」,這顆傳感器不僅可以監視筆記本蓋子的開合,還能定位蓋子打開的精確位置。 對此,MacRumors和iFixit重新對16英寸的MacBook Pro拆了一遍,發現在轉軸鉸鏈左側的空間里確實存在一個小型傳感器。鉸鏈本身內嵌有一塊磁鐵,並且具有箭頭指示極性。目前,iFixit已經把新的發現更新到其拆解內容當中。 在上一代的MacBook Pro產品中蘋果已經內置了霍爾效應傳感器,用以確定筆記本蓋子的開合情況,來喚醒系統或者讓系統進入到休眠狀態。16英寸MacBook Pro的情況顯然更加復雜些。但是,蘋果並沒有對這個傳感器進行過多的說明。蘋果提供的服務文件指出,當MacBook Pro進行維修時,技術人員必須校準顯示屏和蓋子角度傳感器,才能視為維修完成。 而說到維修上,iFixit對於新MacBook的拆解除了展示蘋果精湛到如同藝術品一樣的工業設計能力之外,還指出16英寸的MacBook Pro的可維修性為1分,也就是基本上不用修。 ...

索尼Xperia XZ4拍照穩了,或首發6600萬像素的IMX666傳感器

前段時間華為、小米因為首發4800萬像素傳感器的事又對罵起來了,雷軍在紅米Note 7發佈會上公開點名華為,這可是以往沒有的。這兩家在拍照上的爭吵實際上也跟2019年手機拍照重新重視像素大戰有關。說到像素大戰,我就想到了索尼Xperia XZ4,這款手機號稱使用了21:9全面屏,還有後置三攝,拍照上穩了(誤)。Xperia XZ4預計會在MWC 2019上發佈,它還有可能首發索尼的IMX666傳感器,叫這個名字可能跟它最大6600萬像素有關,而且是1/1.8大底,還支持21:9比例拍照。 來自sumahoinfo的爆料稱,索尼IMX660傳感器的信息出現了維基百科上,規格如下: IMX666傳感器是1/1.8大底,雖然還沒有達到華為定製的索尼IMX600那樣的1/1.7那麼大,不過也很接近了,單像素大小是1.0um,最高支持6600萬像素,這要比目前的手機傳感器像素高得多,而且首次支持21:9模式拍照,不過這時候像素數會降至3560萬。 此外,IMX666傳感器除了大像素、大底的優勢之外,還集成了DRAM緩存,去年三星的Galaxy S9系列手機的傳感器就使用了這樣的技術。 由於21:9拍照及6660萬像素等優點,這款傳感器被認為會在索尼Xperia XZ4手機上首發,不過傳感器上市的時間寫的是4月份,估計開賣時間也不會早多少。來源:超能網