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《环球科学》:十大创新技术

 

眼控机器

软件把眼动转换为设备的控制命令为瘫痪患者带来希望

费萨尔和同事利用70年来针对眼动的神经生物学研究,开发出了一套能把眼神转换成控制轮椅的命令的算法,把眨眼转换成鼠标点击,把瞳孔的快速移动转换为游戏手柄的摇动。

微波火箭

微波束驱动的火箭可以让人类以更低廉的成本进入太空

目前,一家私营公司正在测试开发一套可反复使用的微波动力系统,该系统能够发射卫星,最终甚至可以用于载人航天。这引起了NASA的注意。2015年7月,NASA将微波火箭技术列入未来技术开发路线图。

可注射进脑部的柔软电子探针

导电的高聚物网可以给大脑研究带来新希望

为了解开脑部之谜,科学家需要细致而准确地监测活体动物大脑中的神经元。不过,大脑探针一般来说很粗笨。哈佛大学的化学家查尔斯·利伯领导的团队希望用丝般柔软的网状高分子聚合物改进目前的研究方法。

转基因生物的毁灭开关

毁灭开关可以抵御商业间谍并预防基因污染

加利福尼亚大学旧金山分校的生物工程师布莱恩·卡里安多最近了解到了一个叫作CRISPR的细菌防御机制,细菌用它来切割和破坏入侵病毒的DNA。卡里安多意识到,可以用CRISPR制作一种内置于转基因细菌中的毁灭开关。卡里安多对质粒(自动复制的微小环状DNA)进行了改造,让它们可以编码一些RNA碱基和酶,形成毁灭开关。

自己学习的机器

自我学习能力让人工智能变得更加聪明

2015年2月,DeepMind公司的一组人工智能学家报告了他们的结果:他们用深度学习技术搭建了一台可以自我训练的计算机,可以玩一些简单的电子游戏,并击败人类高手玩家。

让视线转个弯

弹射的光子可以让摄像头看到视线外的物体

麻省理工学院媒体实验室的研究人员发明了这样的摄像头,用激光脉冲把光通过墙或门弹射到隔壁房间的静态物体上,摄像头随后会捕捉反射回的光,最后一个程序会记录下单个光子的到达时间,计算出距离,重构出看不见的物体。

迅捷排查病毒

新方法可以鉴定出样本中的每一种病毒,准确度近乎完美

2015年9月,哥伦比亚大学的科研团队描述了一种可以不靠猜测的新方法。这种技术有个拗口的名字:针对脊椎动物病毒的病毒组捕捉测序平台。它可以在一滴唾液、一滴脊髓液或是一小块组织中找到所有的病毒,准确度近乎完美。这种方法可以在48小时内同时分析21个样本。

小型聚变反应堆

数十年的缓慢发展和大规模投资后,聚变反应堆研究者正在改变策略

2015年,美国高级能源研究计划局(ARPA-E)通过名为低成本等离子加热和装配促进项目向9个旨在建设廉价反应堆的小型项目投资3000万美元。此外,通用聚变公司建造了一台利用在液态金属内传播的冲击波来引发聚变的设备;“三阿尔法能源”公司正在建造对撞束聚变反应堆;军火巨头洛克希德·马丁公司也宣称正在开发一座集装箱大小的磁约束聚变反应堆。

高效吸热装置

多用途镜面能吸收热量,将热量传导至外太空

斯坦福大学的团队制造了一台相当于高效镜面的装置,这种以银、钛、硅为基材,上面覆盖数层二氧化铪和二氧化硅的材料能够反射97%的阳光。二氧化硅中原子的作用就像微型天线,能吸收面板一侧空气中的热量,并从另一侧发出热辐射。

拍摄化学反应的慢镜头摄像机

红外光谱学和计算机模拟可以揭示溶剂—溶液反应的秘密

在2012年到2014年间,英国布里斯托大学的安德鲁·奥尔-尤因的团队用紫外超短脉冲激光照射乙腈溶剂中的二氟化氙分子。激光脉冲就像手术刀,可以削掉反应活性极高的氟原子。氟原子可以从溶剂分子中“偷”出氘原子,形成氟化氘。阅读全文