前沿科技動(dòng)態(tài)

谷歌公司利用人工智能算法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化芯片設(shè)計(jì)

據(jù)TechXplore網(wǎng)2020年4月1日消息，谷歌公司利用人工智能算法成功實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化芯片設(shè)計(jì)。研究人員將深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法與芯片設(shè)計(jì)工具結(jié)合，使得AI系統(tǒng)在不需要大量學(xué)習(xí)樣本的條件下，實(shí)現(xiàn)邊做邊學(xué)，完成芯片設(shè)計(jì)。借助該種算法，AI系統(tǒng)可以在短時(shí)間內(nèi)分析潛在的數(shù)百萬種芯片布線可能性，以優(yōu)化芯片設(shè)計(jì)、提高芯片性能。經(jīng)過廣泛的測(cè)試，研究人員發(fā)現(xiàn)該算法設(shè)計(jì)的芯片在部分結(jié)構(gòu)上要優(yōu)于工程師設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，可促使更簡(jiǎn)化、更小的芯片設(shè)計(jì)出現(xiàn)，有望確保摩爾定律的延續(xù)。（唐乾?。?/p>

(圖片來源：TechXplore)

日本研究人員開發(fā)出適用于解決優(yōu)化組合問題的新型處理器架構(gòu)

據(jù)IEEE官網(wǎng)2020年4月14日消息，日本東京工業(yè)大學(xué)、北海道大學(xué)與東京大學(xué)聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)出一種名為“隨機(jī)蜂窩自動(dòng)機(jī)退火器”的處理器架構(gòu)，適用于解決數(shù)學(xué)中經(jīng)典的優(yōu)化組合問題。該架構(gòu)受量子退火現(xiàn)象啟發(fā)開發(fā)而來，能夠模擬量子計(jì)算機(jī)利用量子比特進(jìn)行計(jì)算的方法，瞬間解決目前通用計(jì)算機(jī)難以解決的“組合優(yōu)化問題”。除了支持并行處理外，該架構(gòu)還可以使用預(yù)先計(jì)算的結(jié)果來減少計(jì)算量。相關(guān)成果有望應(yīng)用于解決投資組合、物流和交通優(yōu)化等復(fù)雜問題。（唐乾?。?/p>

(圖片來源：IEEE）

日本與瑞士研究人員合作開發(fā)出百萬像素級(jí)光子計(jì)數(shù)相機(jī)

據(jù)NewAtlas網(wǎng)2020年4月20日消息，日本佳能公司與瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院研究人員共同研發(fā)出基于單光子雪崩二極管（SPAD）的新型圖像傳感器技術(shù)，并以此開發(fā)出首臺(tái)百萬像素級(jí)的光子計(jì)數(shù)相機(jī)。SPAD可利用高電壓將電子加速至極高速度，因此而產(chǎn)生雪崩效應(yīng)，使得傳感器能夠檢測(cè)出單個(gè)光子。該光子計(jì)數(shù)相機(jī)通過對(duì)單個(gè)SPAD傳感器的精細(xì)控制，可將曝光時(shí)間控制在3.8納秒，從而使相機(jī)幀率達(dá)到每秒2.4萬幀。研究人員計(jì)劃在下一階段的工作中縮小該相機(jī)的體積并提高其性能，使其具備應(yīng)用于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、自動(dòng)駕駛、智能傳感等具體用途的可能。（李鵬飛）

(圖片來源：New Atlas）

美國(guó)科學(xué)家從頭設(shè)計(jì)出具有分子邏輯門功能的人造蛋白質(zhì)

據(jù)Science 2020年4月4日消息，美國(guó)華盛頓大學(xué)生物化學(xué)教授、蛋白質(zhì)從頭設(shè)計(jì)泰斗David Baker領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)合成了具有分子邏輯門功能的人造蛋白質(zhì)。研究人員通過蛋白質(zhì)從頭設(shè)計(jì)技術(shù)，制造了以蛋白質(zhì)為基礎(chǔ)的非（NOR）門，是從零開始設(shè)計(jì)復(fù)雜生物電路的關(guān)鍵一步。該研究中基于蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)的邏輯門電路，可調(diào)節(jié)任意蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)的相互作用，將為細(xì)胞內(nèi)外基于蛋白質(zhì)的控制系統(tǒng)打開大門，實(shí)現(xiàn)像計(jì)算機(jī)編程一樣，在分子水平上控制生命，對(duì)未來的藥物設(shè)計(jì)和合成生物學(xué)有重大意義。相關(guān)研究成果發(fā)表于《科學(xué)》期刊。（高越）

(圖片來源：Discover Magazine）

美國(guó)科學(xué)家開發(fā)出更低成本、更大容量的DNA存儲(chǔ)方法

據(jù)Scientific American 2020年4月11日消息，美國(guó)伊利諾伊大學(xué)厄本那-香檳分校科學(xué)家開發(fā)出“打孔卡”DNA存儲(chǔ)方法，有望實(shí)現(xiàn)更低成本、更大容量的DNA存儲(chǔ)。研究人員利用酶切斷DNA骨架上兩個(gè)核苷酸之間連接的鍵，從而DNA上形成了一個(gè)缺口。該缺口標(biāo)記的存在表示1，缺失則表示0。研究人員對(duì)亞伯拉罕·林肯的《葛底斯堡演說》的272個(gè)單詞以及林肯紀(jì)念堂的14KB圖像進(jìn)行了編碼，將信息存儲(chǔ)到具有450個(gè)堿基對(duì)的大腸桿菌DNA上，最終通過測(cè)序成功地讀取文件。該方法無需合成DNA序列，可以像“打孔卡”一樣處理幾乎所有DNA分子，比依賴于合成DNA的存儲(chǔ)方法成本更低，速度更快。（肖堯）

（圖片來源：Scientific American）

韓國(guó)主要港口安裝新型監(jiān)視系統(tǒng)，以提高對(duì)安靜型潛艇和其他水下移動(dòng)物體的探測(cè)能力

據(jù)韓聯(lián)社2020年4月1日消息，韓國(guó)國(guó)防采辦項(xiàng)目管理局利用本土技術(shù)研制了一套新型監(jiān)視系統(tǒng)并將其安裝在韓國(guó)的主要港口，以提高對(duì)安靜型潛艇和其他水下移動(dòng)物體的探測(cè)能力。該監(jiān)視系統(tǒng)由韓國(guó)國(guó)防開發(fā)署負(fù)責(zé)開發(fā)，自2015年以來已投入1300億韓元（約合1.066億美元）。新系統(tǒng)采用了一種先進(jìn)的水聲傳感器，該傳感器與海軍主要指控監(jiān)視系統(tǒng)相連，可迅速探測(cè)到水下移動(dòng)物體，并與軍方實(shí)時(shí)共享探測(cè)目標(biāo)的位置信息。（武志星）

(圖片來源：韓聯(lián)社)

DARPA推進(jìn)“無人值守艦船”計(jì)劃

據(jù)美海軍技術(shù)網(wǎng)2020年4月7日消息，美國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局（DARPA）正在推進(jìn)“無人值守艦船”（NOMARS）計(jì)劃，并于上周發(fā)布了該項(xiàng)目的廣泛機(jī)構(gòu)公告，以從概念設(shè)計(jì)審查到初步設(shè)計(jì)審查和系統(tǒng)定義來探索“無人值守艦船”的設(shè)計(jì)空間。DARPA希望通過開發(fā)一種無需考慮安置船員等相關(guān)設(shè)計(jì)因素的艦船，以挑戰(zhàn)傳統(tǒng)海軍平臺(tái)模式，證明其在尺寸、成本、海上可靠性、海上生存能力等方面的優(yōu)勢(shì)，并在不考慮船員安全和舒適性的前提下，通過優(yōu)化船體結(jié)構(gòu)提高船舶動(dòng)力效率。DARPA已撥款4100萬美元用于“無人值守艦船”平臺(tái)的概念和設(shè)計(jì)開發(fā)。（武志星）

(圖片來源：DefenseNews）

DARPA授出“進(jìn)攻性蜂群戰(zhàn)術(shù)”計(jì)劃第五輪“蜂群沖刺”合同

據(jù)DARPA官網(wǎng)2020年4月13日消息，DARPA宣布授予9家機(jī)構(gòu)“進(jìn)攻性蜂群戰(zhàn)術(shù)”(OFFSET)計(jì)劃的第五輪“蜂群沖刺”合同。該計(jì)劃設(shè)想實(shí)現(xiàn)由250個(gè)合作式自主系統(tǒng)組成“蜂群”，為地面部隊(duì)在密集城區(qū)環(huán)境中作戰(zhàn)提供洞察能力。DARPA在該計(jì)劃中設(shè)置了蜂群戰(zhàn)術(shù)(Swarm Tactics)、蜂群自主性(Swarm Autonomy)、人-蜂群編組(Human-Swarm Teaming)、虛擬環(huán)境(Virtual Environment)和實(shí)物試驗(yàn)臺(tái)(Physical Testbed)這五項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，每輪對(duì)技術(shù)各有側(cè)重，以此鼓勵(lì)參與機(jī)構(gòu)持續(xù)快速創(chuàng)新。其中，實(shí)物試驗(yàn)臺(tái)和蜂群戰(zhàn)術(shù)兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)是第五輪“蜂群沖刺”的研發(fā)重點(diǎn)。（張嘉毅）

（圖片來源：DARPA）

俄軍正在測(cè)試“努多利河”機(jī)動(dòng)式反衛(wèi)星系統(tǒng)

據(jù)POPULAR MECHANICS網(wǎng)站2020年4月1日消息，俄羅斯特種機(jī)器制造設(shè)計(jì)局總裁弗拉基米爾·多爾邊科夫日前表示，該局已研制出“努多利河”機(jī)動(dòng)式反衛(wèi)星系統(tǒng)，正在測(cè)試其專用發(fā)射裝置?！芭嗬印睓C(jī)動(dòng)式反衛(wèi)星系統(tǒng)是俄羅斯A-135反導(dǎo)系統(tǒng)的改進(jìn)型，主要擔(dān)任對(duì)來襲彈道導(dǎo)彈的中段防御作戰(zhàn)任務(wù)，并具備低軌反衛(wèi)能力。該系統(tǒng)主要包括指揮中心、遠(yuǎn)程探測(cè)雷達(dá)、14A042攔截導(dǎo)彈和發(fā)射裝置。其中，14A042攔截導(dǎo)彈由53T6近程反導(dǎo)導(dǎo)彈改進(jìn)而來，采用兩級(jí)固體燃料火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推進(jìn)，因此導(dǎo)彈射程、射高相較于53T6近程反導(dǎo)導(dǎo)彈均有大幅提升，作戰(zhàn)效果更顯著。未來，“努多利河”機(jī)動(dòng)式反衛(wèi)星系統(tǒng)或?qū)⒊蔀槎碥娞兆鲬?zhàn)的關(guān)鍵力量。（張嘉毅）

(圖片來源：popularmechanics）

DARPA啟動(dòng)未來戰(zhàn)場(chǎng)空域全面感知項(xiàng)目

據(jù)DARPA官網(wǎng)2020年4月7日消息，DARPA公布了與陸軍和空軍合作開展的“用于快速戰(zhàn)術(shù)執(zhí)行的空域全面感知”（ASTARTE）項(xiàng)目，將在高度擁擠的未來戰(zhàn)場(chǎng)中實(shí)現(xiàn)高效的空域作戰(zhàn)能力，并消除與友軍之間的空域活動(dòng)沖突。為實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目目標(biāo)，ASTARTE將重點(diǎn)開展3個(gè)技術(shù)領(lǐng)域的研究：一是開發(fā)理解和決策算法；二是開發(fā)傳感器；三是開發(fā)虛擬實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)臺(tái)。近年來，美軍提出了全域作戰(zhàn)、馬賽克戰(zhàn)等新的作戰(zhàn)概念，這些作戰(zhàn)概念的實(shí)現(xiàn)，都需要具有全域感知能力的信息系統(tǒng)支持。ASTARTE項(xiàng)目的實(shí)施，將有助于解決全域信息感知方面的關(guān)鍵技術(shù)問題。（張嘉毅）

(圖片來源：DARPA）

麻省理工開發(fā)出可實(shí)現(xiàn)柔軟導(dǎo)電聚合物高精度3D打印的聚合物墨水

據(jù)Nature Communications 2020年3月30日消息，美國(guó)麻省理工學(xué)院研究人員研發(fā)出一種導(dǎo)電聚合物墨水，由其3D打印出的神經(jīng)探針和其他電子設(shè)備能夠像橡膠一樣柔軟靈活。研究人員使用該墨水打印出柔性電極，將其植入小鼠大腦后，能夠捕捉到來自單個(gè)神經(jīng)元的電信號(hào)。這種柔性電極比傳統(tǒng)金屬電極更靈敏且對(duì)組織傷害小，可通過檢測(cè)神經(jīng)元活動(dòng)提供更高分辨率的大腦活動(dòng)圖像，或有利于幫助制定各種神經(jīng)系統(tǒng)疾病治療方案和開發(fā)長(zhǎng)期大腦植入物。（張宇）

(圖片來源：Nature Communications）

美國(guó)加州大學(xué)研究人員以昆蟲骨骼為靈感，開發(fā)出半軟體機(jī)器人

據(jù)cnBeta 2020年4月10日消息，美國(guó)加州大學(xué)圣迭戈分校的科學(xué)家受昆蟲“外骨骼”啟發(fā)，開發(fā)出一種半柔半剛的微型機(jī)器人。研究人員通過將聚合物層3D打印到薄而有彈性的聚碳酸酯板上，可以使聚合物在特定地方變得柔軟，在其他地方保持不同程度的剛性，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人骨架柔性與剛性相結(jié)合。骨架底座與電子元件配對(duì)，可形成一個(gè)完整的機(jī)器人。這種半軟體微型機(jī)器人的制作用時(shí)短，成本低，在災(zāi)難搜索與救援領(lǐng)域具有應(yīng)用潛力。相關(guān)研究成果已發(fā)表于《軟體機(jī)器人》期刊。（張宇）

(圖片來源：cnBeta）

瑞典林雪平大學(xué)研發(fā)出可用于開發(fā)高效LED的鈣鈦礦-有機(jī)分子復(fù)合薄膜

據(jù)EurekAlert!網(wǎng)站2020年4月1日消息，瑞典林雪平大學(xué)研究人員與中國(guó)、英國(guó)和捷克的研究人員合作，研制出一種效率高、穩(wěn)定性強(qiáng)的鈣鈦礦發(fā)光二極管（LED）。研究團(tuán)隊(duì)采用鉛、碘和有機(jī)物質(zhì)甲脒制備了新型鈣鈦礦材料，并將鈣鈦礦材料嵌入到有機(jī)分子基體中，最終形成一種復(fù)合薄膜。其中，末端有兩個(gè)氨基的有機(jī)分子有助于穩(wěn)定鈣鈦礦的結(jié)構(gòu)，鉛和碘有助于提升鈣鈦礦的發(fā)光性能。測(cè)試結(jié)果表明，新型鈣鈦礦LED的效率為17.3%，服役壽命超過100小時(shí)。（宮學(xué)源）

(圖片來源：EurekAlert!）

美國(guó)馬薩諸塞大學(xué)開發(fā)出由八層憶阻器組成的三維集成電路

據(jù)馬薩諸塞大學(xué)官網(wǎng)2020年4月22日消息，美國(guó)馬薩諸塞大學(xué)開發(fā)出由八層憶阻器組成的三維集成電路，其三維結(jié)構(gòu)中垂直排列的輸入和輸出電極，可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的直接映射。研究人員將并行操作內(nèi)核編程到三維陣列中，實(shí)現(xiàn)了卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，并在識(shí)別手寫數(shù)字方面，達(dá)到了可與軟件相媲美的精度。同時(shí)，研究人員演示了視頻中移動(dòng)對(duì)象的邊緣檢測(cè)，并采用多組“普瑞維特”（Prewitt）濾波器在三維數(shù)組中并行處理像素。相關(guān)研究成果發(fā)表于《自然電子》期刊。（宮學(xué)源）

(圖片來源：EurekAlert!）

美國(guó)科學(xué)家通過將皮膚細(xì)胞直接轉(zhuǎn)變?yōu)檠劬饷艏?xì)胞，成功恢復(fù)失明小鼠視力

據(jù)美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院2020年4月15日消息，美國(guó)北德克薩斯大學(xué)科學(xué)家通過將皮膚細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)檠劬饷艏?xì)胞，成功恢復(fù)小鼠視力。研究人員將小鼠或人類皮膚細(xì)胞浸入到含五種小分子化合物的混合物中，該混合物可通過化學(xué)方式介導(dǎo)相關(guān)分子途徑，最終制造出在外觀和功能上類似天然細(xì)胞的桿狀感光細(xì)胞。研究人員將該桿狀感光細(xì)胞移植到失明小鼠的眼睛視網(wǎng)膜，使小鼠重新感受到光線。該方法無需生成干細(xì)胞，直接通過化學(xué)重編程產(chǎn)生視網(wǎng)膜樣細(xì)胞，僅需10天即可移植，將大大加快視網(wǎng)膜疾病實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ突驖撛诩?xì)胞療法的開發(fā)。相關(guān)研究成果發(fā)表于《自然》期刊。（高越）

(圖片來源：NIH）

美軍正在開發(fā)一種可在1公里距離內(nèi)遠(yuǎn)程識(shí)別目標(biāo)的人臉識(shí)別設(shè)備

據(jù)newscientist 2020年4月4日消息，美國(guó)特種作戰(zhàn)司令部（SOCOM）正在開發(fā)一種遠(yuǎn)程人臉識(shí)別設(shè)備，或可實(shí)現(xiàn)1公里內(nèi)目標(biāo)識(shí)別。該“遠(yuǎn)程技術(shù)的高級(jí)戰(zhàn)術(shù)人臉識(shí)別”項(xiàng)目于2016年開始，旨在開發(fā)用于手持設(shè)備和無人機(jī)的遠(yuǎn)程人臉識(shí)別技術(shù)，使目標(biāo)對(duì)象在不知情、不面對(duì)鏡頭的情況下被識(shí)別出來。目前，參與該項(xiàng)目的Secure Planet公司正在開發(fā)基于數(shù)碼單反相機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程人臉識(shí)別的設(shè)備，并在筆記本電腦上運(yùn)行人臉識(shí)別軟件。2019年12月，研究團(tuán)隊(duì)曾演示了一個(gè)工作樣機(jī)，為量產(chǎn)版本鋪平了道路。目前，研究人員正在研究如何將設(shè)備的識(shí)別范圍從300米延長(zhǎng)至1公里。（劉發(fā)鵬）

(圖片來源：newscientist）