電子信息

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牛津大學(xué)開發(fā)新軟件實(shí)現(xiàn)普通汽車自動駕駛

英國牛津大學(xué)所屬Oxbotica公司的研究人員正在研發(fā)一種新的軟件系統(tǒng)——Selenium。該軟件系統(tǒng)可將普通汽車轉(zhuǎn)變成無人駕駛汽車，通過攝像頭、激光掃描器或雷達(dá)系統(tǒng)獲得數(shù)據(jù)，利用一系列算法確定周邊物體的位置并識別物體的類型，為汽車指明前進(jìn)方向。

Selenium擁有兩項(xiàng)主要功能，即通過傳感器實(shí)現(xiàn)汽車的空間定位和周邊情況感知。其可將傳感器獲取的數(shù)據(jù)與地圖中存儲的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比（地圖數(shù)據(jù)是之前在相似環(huán)境中行駛時獲得的）。例如，當(dāng)汽車首次進(jìn)入雪地環(huán)境行駛時，其就可以記錄并存儲雪地數(shù)據(jù)，供以后雪地行駛使用。此外，其能夠識別圖片中建筑、街道等的特征，從而準(zhǔn)確確定汽車的位置。其還可利用激光數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)汽車的精準(zhǔn)定位。

在汽車的行駛過程中，Selenium可以獲得路線數(shù)據(jù)，通過分析駕駛者的行為自主學(xué)習(xí)，提高反應(yīng)能力。在駕駛員剛開始駕駛配備Selenium的汽車時，Selenium處于學(xué)習(xí)狀態(tài)，當(dāng)駕駛里程積累到一定數(shù)值后，Selenium就能夠掌握駕駛者的駕駛習(xí)慣，從而實(shí)現(xiàn)自動駕駛功能。

根據(jù)設(shè)計方案，Selenium不僅可以用來控制無人駕駛汽車，還可以控制倉庫機(jī)器人、鏟車，以及自動駕駛公共交通工具等。

（威 鋒）

DNA存儲技術(shù)創(chuàng)造新紀(jì)錄 存儲容量達(dá)200MB

美國微軟公司和華盛頓大學(xué)的研究人員合作，在脫氧核糖核酸（DNA）存儲技術(shù)方面創(chuàng)造了新紀(jì)錄，完成了約200MB數(shù)據(jù)的保存，其中包括古登堡計劃（Project Gutenberg）數(shù)據(jù)庫中的100部經(jīng)典文學(xué)作品。

人類“數(shù)字宇宙”的數(shù)據(jù)總量2020年預(yù)計將達(dá)到4.4×1013GB。為了彌補(bǔ)存儲空間的不足，研究人員嘗試將數(shù)據(jù)信息儲存在DNA內(nèi)。DNA存儲技術(shù)以人工合成的DNA作為存儲介質(zhì)，具有高效、存儲量大、存儲時間長等優(yōu)點(diǎn)。

研究人員首先把數(shù)據(jù)中諸多由“0”和“1”組成的長串轉(zhuǎn)換為DNA序列的4個基本組成部分，即腺嘌呤（A）、鳥嘌呤（G）、胞嘧啶（C）和胸腺嘧啶（T），然后利用聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)技術(shù)輕松地識別所需查找的DNA序列“地址編碼”，再利用DNA測序技術(shù)，“讀取”數(shù)據(jù)，并通過“地址”對數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，將數(shù)據(jù)恢復(fù)成原來的視頻、圖像或文檔，最終實(shí)現(xiàn)了DNA數(shù)據(jù)存儲。

據(jù)悉，把DNA用于數(shù)據(jù)存儲，保存時間可長達(dá)數(shù)百或數(shù)千年。1mm3的DNA存儲設(shè)備可存儲約1.25×105GB數(shù)據(jù)，而一個鞋盒大小的DNA存儲設(shè)備足以容納7×1011GB數(shù)據(jù)。

（W.CNB）

日本研制出直徑不到250μm的高密度光纖

由日本NTT公司、藤倉株式會社、北海道大學(xué)研究人員組成的研究小組成功制備出了直徑小于250μm、可實(shí)現(xiàn)114信道多路復(fù)用的光纖。這表明，光纖傳輸將有望實(shí)現(xiàn)可支持Petabit （1024Tb）及Exabit（1024Pb）的超大容量傳輸。屆時，每秒傳輸幾千部高清電影將輕而易舉。

研究小組為了在直徑小于250μm的光纖內(nèi)實(shí)現(xiàn)超過100信道的多路復(fù)用，優(yōu)化了可傳輸3種及6種光（模式）的光通道（纖芯）的折射分布，并研究了可充分減少光信號干擾的纖芯配置。研究發(fā)現(xiàn)，通過以蜂窩狀排列19個可進(jìn)行6模波導(dǎo)的纖芯，可在直徑小于250μm的光纖中實(shí)現(xiàn)114信道（6?！?9芯）多路復(fù)用。研究小組根據(jù)這一設(shè)計原則，制作出了8.85km長的光纖，并評估了其相關(guān)特性。測試結(jié)果表明，114個信道在1550nm波長中的傳輸損失全部低于0.24dB/km，各信道之間的傳輸損失偏差低于0.03dB/km，實(shí)現(xiàn)了均勻性極高的高密度光纖。此外，光纖模間傳輸速度差低于0.33ns/km，表明19個纖芯的折射率分布實(shí)現(xiàn)了高精度控制。

未來，該研究小組計劃在2020年實(shí)現(xiàn)這一數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。

（工 藤）

首個塑料柔性磁存儲芯片問世

新加坡國立大學(xué)、韓國延世大學(xué)、比利時根特大學(xué)、新加坡材料研究和工程研究所的研究人員將高性能磁性存儲芯片移植到一塊柔性塑料表面上，獲得了一種透明、薄膜狀柔性“智能塑料”芯片。該芯片具有優(yōu)異的數(shù)據(jù)存儲和處理能力，有望成為柔性輕質(zhì)設(shè)備設(shè)計和研制的關(guān)鍵元件。

研究人員首先將氧化鎂基磁性隧道結(jié)“種植”在硅表面上，然后蝕刻掉下面的硅，再采用轉(zhuǎn)印方法，在一個由聚對苯二甲酸乙二醇酯制成的柔性塑料表面植入了一個磁性存儲芯片，最終形成了這種柔性“智能塑料”芯片。

該柔性“智能塑料”芯片在磁阻式隨機(jī)存取存儲器（MRAM）上的應(yīng)用表明，MRAM的性能在多個方面優(yōu)于傳統(tǒng)隨機(jī)存取存儲器計算機(jī)芯片，如處理速度更快、能耗更低、可在斷電后存儲數(shù)據(jù)等。

目前，研究人員已經(jīng)在美國和韓國為該項(xiàng)技術(shù)申請了專利保護(hù)。

（劉 霞）

量子指紋識別首次突破經(jīng)典通信極限

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所、美國麻省理工學(xué)院的研究人員合作，在20km光纖線路中實(shí)現(xiàn)了量子指紋識別，在國際上首次突破了經(jīng)典通信的極限。

指紋識別主要應(yīng)用于相隔較遠(yuǎn)的雙方的信息比對，假設(shè)需要比對的信息量為100個單位，經(jīng)典的指紋識別方法需要傳送的最小信息量為10個單位，而采用量子指紋識別方法，基于量子力學(xué)的疊加原理，在理論上僅需傳送2個單位的信息量即可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確比對。量子指紋識別理論早在2001年就已提出，但以往的實(shí)驗(yàn)都未能突破經(jīng)典方法的極限。此次，研究人員實(shí)現(xiàn)了傳輸信息量相比經(jīng)典極限降低84%的量子指紋識別，不僅是世界上首次突破經(jīng)典極限的量子指紋識別，也首次在實(shí)驗(yàn)中觀測到了量子信道容量相比經(jīng)典信道的優(yōu)越性。

（科 技）

美國實(shí)現(xiàn)32層3D NAND制程工藝產(chǎn)品量產(chǎn)

美國美光公司32層3D NAND閃存存儲器開始量產(chǎn)，使該公司成為世界上繼韓國三星電子公司之后第二家實(shí)現(xiàn)3D NAND閃存存儲器市場化的生產(chǎn)商。其中，Crucial 750GB SATA 2.5英寸固態(tài)硬盤（SSD）是其首批商用產(chǎn)品之一。

該固態(tài)硬盤的連續(xù)讀取/寫入速度分別高達(dá)530Mbps和510Mbps，而其功耗僅為常見磁盤驅(qū)動器的1/90，使用壽命也更長；其采用創(chuàng)新設(shè)計方案，將活動電路放置在NAND陣列之下，縮小了晶片面積；每個Crucial 750GB SSD包含8塊美光封裝模塊，其中單一封裝容納2塊晶片（面積為165mm2，存儲密度達(dá)284MB/mm2）；為了有效控制3D NAND閃存存儲器的生產(chǎn)成本，美光采用更大尺寸的制程節(jié)點(diǎn)（40nm半位線間距）進(jìn)行閃存制造。該硬盤性價比較高，已成為筆記本電腦的理想配套產(chǎn)品。

（存 儲）

俄羅斯科學(xué)家研制出可永久存儲信息的介質(zhì)

俄羅斯門捷列夫化工大學(xué)的科學(xué)家經(jīng)研究證實(shí)，納米晶體盤可永久保存信息。這一發(fā)現(xiàn)使得5D信息便攜存儲技術(shù)成為可能。

5D信息便攜存儲技術(shù)類似于CD和DVD，采用激光刻錄信息，晶體盤的尺寸直接決定其數(shù)據(jù)存儲容量。與傳統(tǒng)存儲介質(zhì)相比，該技術(shù)存儲的信息更穩(wěn)定，不受外界影響，一枚硬幣大小的晶體盤即可存儲數(shù)太字節(jié)（TB）的海量信息，尤其適用于國家檔案及國防工業(yè)數(shù)據(jù)的存儲。

目前，該技術(shù)尚處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，距離大規(guī)模生產(chǎn)還尚需時日，俄羅斯科學(xué)家現(xiàn)已完成項(xiàng)目的自動計算和信息采集研究，下一步的主要研究方向是降低生產(chǎn)成本，以及攻克激光束方向精確度控制的技術(shù)難關(guān)。據(jù)悉，日本、英國等國家也在開展類似的研究。

（科技部）

日本研發(fā)可確保數(shù)據(jù)長期安全可靠的分布式存儲器

日本信息通信研究機(jī)構(gòu)（NICT）與東京工業(yè)大學(xué)的研究人員合作，采用信息理論安全用戶認(rèn)證方式，研制出一種可長期確保數(shù)據(jù)信息安全、可靠的分布式存儲器，并通過了驗(yàn)證試驗(yàn)。

目前，業(yè)界廣泛使用的密鑰主要通過增加密鑰的復(fù)雜性來確保密鑰安全，較易于通過強(qiáng)大的計算機(jī)運(yùn)算量進(jìn)行推算和破解。此次試驗(yàn)中，該存儲器使用的量子密鑰分配（QKD）網(wǎng)絡(luò)采用了“Shamir的（k， n）閾值秘密分散方法”，以及僅用一個密鑰即可實(shí)現(xiàn)信息理論安全用戶認(rèn)證的獨(dú)特的密鑰分布式協(xié)議。QKD網(wǎng)絡(luò)通過發(fā)送者調(diào)制傳輸光子，接收者檢測收到的每個光子的狀態(tài)，并排除有可能被竊取的某個位（密鑰蒸餾），從而在收發(fā)者之間共享絕對安全的密鑰。調(diào)制后的光子信號一旦進(jìn)行測定操作，就會留下痕跡，可用于識別信息是否被竊取。因此，這種用戶認(rèn)證方式僅需記住一個密鑰，即可通過安全認(rèn)證的密鑰將其分散。研究人員現(xiàn)已利用鋪設(shè)于東京圈光纖網(wǎng)絡(luò)上的QKD網(wǎng)絡(luò)成功完成了該新認(rèn)證方式的驗(yàn)證。

（工 藤）

研華推出新一代物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集模塊產(chǎn)品——WISE-4000

研華股份有限公司推出新一代物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集模塊產(chǎn)品——WISE-4000系列，可滿足數(shù)據(jù)采集工作無線化、低功耗、低成本等應(yīng)用需求，具有移動終端訪問、智能化數(shù)據(jù)上傳等功能。

該系列產(chǎn)品包含AI/DI/RS-485/ DO/Relay等多種數(shù)據(jù)采集類型和控制方式，可采集設(shè)備電流、電壓、脈沖、開關(guān)量等設(shè)備信息，以及溫濕度、特殊氣體等環(huán)境信息；可實(shí)現(xiàn)設(shè)備的預(yù)設(shè)報警與遠(yuǎn)程控制；支持IEEE802.11b/g/n 2.4GHz Wi-Fi傳輸協(xié)議；現(xiàn)場僅通過無線AP即可布設(shè)Wi-Fi傳輸環(huán)境，實(shí)現(xiàn)無線傳輸與傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)的無縫整合。與以PLC（可編程邏輯控制器）為數(shù)據(jù)采集監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行方案的產(chǎn)品相比，該系列產(chǎn)品的數(shù)據(jù)采集方式更加直接、有效，成本更低。

針對數(shù)據(jù)傳輸安全性和丟包率兩大問題，該系列產(chǎn)品具有以下功能：其自帶的存儲單元在采集信息時，如傳輸信號不穩(wěn)定，數(shù)據(jù)將自動存儲到模塊，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)時，儲存在模塊的數(shù)據(jù)可主動上傳；其具有信息傳輸自動記錄功能，可記錄每批數(shù)據(jù)的序列號，及時反饋信息傳輸是否成功，從而防止丟包，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性；其采用特殊設(shè)計的三層加密機(jī)制，可提高數(shù)據(jù)采集與傳輸?shù)陌踩浴?/p>

（研 華）

迄今最小硬盤實(shí)現(xiàn)單原子信息存儲

荷蘭代爾夫特理工大學(xué)科維理納米科學(xué)研究所的研究人員把存儲空間縮小到了極限：每比特僅占1個氯原子位，并實(shí)現(xiàn)了1000B（8000bit）信息的存儲。理論上講，這種存儲密度能夠把人類迄今為止創(chuàng)作的所有書籍都存儲到一張郵票大小的磁盤上。

研究人員在新研究中將存儲密度提高到了500Tbpsi（太比特/平方英寸），達(dá)到目前最好商業(yè)硬盤的500倍。研究人員采用掃描隧道顯微鏡的針尖推動材料表面單個原子，制作比特編碼字母信息。這就像一種滑動拼圖，每個比特由兩個表面銅原子位構(gòu)成。研究人員把一個氯原子在這兩個銅原子位之間來回滑動。如果氯原子在頂位，底位留一個空穴，稱之為“1”；如果頂位是空穴，而氯原子在底位，稱之為“0”。除這個編碼氯原子及附近空穴外，其它氯原子仍保持原位，這種方法比采用其它疏松原子的方法更穩(wěn)定，更適合數(shù)據(jù)存儲。這些存儲信息由許多8B （64bit）模塊組成，每個模塊上都有氯原子空穴標(biāo)記，就像機(jī)票上的掃描條形碼，攜帶著每個模塊在銅層上的精確位置信息。

據(jù)悉，該存儲器目前僅能在真空條件和液氮溫度（77K）下工作，實(shí)用性的原子數(shù)據(jù)存儲仍需進(jìn)一步研究。

（KJ.0720）