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全球观察
  美国科学家研制了一款全新的名为Neurogrid的电路板,在设计上能够像人类大脑一样工作。这种电路板,能够模拟100万个神经元细胞以及数十亿个突触连接。它的运算速度可达到当前电脑的9000倍,尺寸与一部iPad相当,制造成本达到4万美元,所能模拟的神经元细胞和突触数量远远超过相同能耗情况下在平板电脑上进行的其他大脑模拟。Neurogrid的研制工作获得美国国立卫生研究院的资助。Neurogrid由伯赫恩和他的研究小组研制,采用16个定制的Neurocore芯片。伯赫恩采取的策略是让确定的“突触”共享硬件电路。Neurogrid在运算速度和能耗方面的优势使其成为一个理想的工具,远远超过单纯地对人脑进行建模。目前,伯赫恩正与斯坦福大学的其他科学家合作,为瘫痪患者研制使用类似Neurocore的芯片控制的假肢。
  德国法兰克福-歌德大学近日发明了一种可以诱发“清醒梦”的技术,通过对睡眠者的大脑实施特定的电流刺激,可以影响后续梦境的发生,从而实现对梦的控制,防止恶梦的出现。拥有“清醒梦”的人可以在梦中保持“清醒”,能够改变自己周围虚幻的梦境。这项技术给那些创伤后压力心理障碍症患者带来了福音。此外,该技术还可以缓解那些被其他恶梦折磨的人的痛苦,如这些人常常会做到在黑暗、狭窄的小巷子中被人追赶、攻击的恶梦。睡眠者在经过三分钟不间断快眼运动睡眠后,研究人员将一股微弱的电流输到它们的头皮上。大脑刺激数秒种后,志愿者被唤醒并报告所作的“清醒梦”。志愿者们均报告称,他们能够意识到自己在作梦,而且能够控制梦的情节。
  加拿大近日推出“数字加拿大150计划”。这项计划包括39项新举措。其5个关键原则是:确保互联互通、增强安全保护、增加经济机会、数字政府和强化内容。将确保超过98%的国民获得高速上网服务,从而刺激电子商务、高清视频和远程教育的发展。政府将拨出3.05亿加元扩展和增强高速互联网服务,使28万户农村和偏远地区家庭的上网速度达到每秒5兆字节。将提供总计3600万加元的资金,用以修理、翻新和捐赠电脑,并提供给公共图书馆、非营利组织和原住民社区,使学生有机会接触参与数字世界所必需的设备。加拿大全境无线漫游资费将设置上限,违反规定的无线运营商将受到处罚。计划还将确保通信网络和设备的安全,保护家庭、企业和政府的隐私。
  日本京都大学开发出一种新方法,有望实现诱导多功能干细胞(iPS)批量生产。利用培养皿增殖iPS细胞时,新生的iPS细胞数量很有限。如果在很深的容器中加入培养液,细胞又会沉到容器底部,也很难增殖。假如为了不让细胞下沉而搅拌培养液,又会损伤细胞。此外,这种细胞的团块变大后,营养物质还可能无法到达其内部,也会导致细胞死亡。但是如果将食品添加剂中作为增稠剂使用的“结冷胶”加入培养液,iPS细胞就不会下沉。假如再同时使用另一种名为“甲基纤维素”的食品添加剂,则能使长大的细胞团块间出现缝隙,不易粘在一起。这样,iPS细胞就不会因其细胞团块内部缺乏营养而死亡。如果采用上述方法并增大容器、增加培养液,就有望实现iPS细胞的批量生产。
  当地震或者海啸袭击核电站导致冷却装置发生故障时会引发核事故。鉴于这一点,美国麻省理工学院的工程师设计了一种漂浮在海上的核反应堆,因为它能利用周围的海水进行冷却,从而可以避免因冷却装置故障引发的核事故。它不仅能够经受住海啸的考验,同时还能拯救生命。科学家指出将核反应堆置于海上是一种合理的做法。除了能够提高安全系数外,漂浮式核电站还有一个优势,那就是建造成本低。在陆地上建造核电站需要投入大量资金。陆基核电站需要建在水域附近,提高了建造成本和难度。除了易于建造外,漂浮式核电站退役的难度也较低。亚洲可能是漂浮式核电站的最大市场,因为当地的海啸威胁较高,同时用电需求又在不断增长。
  韩国科学技术院的科学家研制了一个名为“偶极子线圈共振系统”的实验性无线充电系统,有望终结有线充电的时代。这个充电系统可以安装在咖啡馆、办公室和私人住宅,作用距离可达到5米,一次能够为40部手机充电,电量足以满足一台宽屏电视的用电需求。“偶极子线圈共振系统”的作用距离可达到5米,是迄今为止研制的作用距离最远的无线充电系统。科学技术院核能与量子工程学教授ChunT.Rim指出:偶极子线圈共振系统也能为一些大型设备供电。虽然远程无线电力传输仍处在商业化的初级阶段并且成本极高,但可以预见这是未来供电方式的一个发展方向。现在的Wi-Fi服务几乎无所不在,未来的无线充电系统也是如此。
  日本立命馆大学开发出了一种能够以很低的成本高效制作深紫外线发光二极管(LED)的技术。紫外线中波长在200纳米至350纳米的光线被称为深紫外线,被广泛用于净水厂、医院、工厂无尘车间的空气杀菌、处理甲醛等领域。制作深紫外线LED时要用昂贵的蓝宝石做基板。立命馆大学青柳克信等人利用廉价的硅酮取代蓝宝石作为基板,从而能大幅削减成本。过去为了让电流通过,需要剥离基板上的一部分绝缘层。而新方法是在硅酮基板上附着一层氮化铝作为绝缘体,然后在上面开出多个微孔让电流通过。这样做无需剥离绝缘层,大幅缩短了工序,以前需要5天的制作工作可以缩短到1天,而且避免了剥离绝缘层时对LED的损伤,发光效率也得到提高。
  磷是水污染的原因之一,同时也是许多工业领域需要的原料。德国的研究人员发明了一种新方法,可像钓鱼一样将污水中的磷“钓”出来,回收后予以重新利用。从水中“钓”磷的关键是利用一类名为“超顺磁粒子”的特殊物质作“鱼饵”。超顺磁粒子在感受到磁场时,自己也会具有磁性;而当磁场撤去时,则会退去磁性。研究人员对超顺磁粒子进行了改造,使之具有与磷酸根结合的能力,粒子在水中就会抓住磷酸根离子。这时使用磁铁,超顺磁粒子便会带着磷酸根离子从水中脱离,水中的磷就被去除。此方法也可用于分离污水中的有毒重金属等有害物质。这项技术由弗劳恩霍夫应用研究促进协会“物质循环与资源战略项目小组”与德国多所高校合作开发。
  白蚁惊人的建造能力便让科学家吃惊不已。美国科学家仿照白蚁研制出能够自组织的小型机器建筑工人,亦取名“白蚁”。这种机器人使用来自红外和超声波传感器的信号引导,能够在无人监督或者指导的情况下自行建造高塔、城堡和金字塔模型。整个建造过程中,它们无需使用任何详细的图纸。“白蚁”使用来自红外和超声波传感器的信号引导。此外,它们还会遵守“交通法规”,选择合理的行动路线“白蚁”机器人的长度只有15厘米,所使用的建筑砖由轻型泡沫制造。虽然个头太小,但所表现出的建造能力给科学家留下深刻印象。未来,类似的自治机器人可用于建造供人类居住的建筑,例如在地震灾区等危险地区,或者建造水下栖息地,甚至在月球或者火星上建造基地。
  法国标致雪铁龙公司的工程师穆卡德姆和安德雷·亚尔斯合作设计开发的“空气混合动力系统”,通过一个液压泵和活塞将氮气压缩进一只名为“高压蓄能器”的存储舱,高压蓄能器工作时,释放出高压气体,借助液压油推动液压泵向相反方向运动,进而驱动车轮前行。在这里,液压泵起到了传统汽车中发动机一样的作用。当车主驾驶该车时,整个混合动力系统会根据行驶状况,在传统动力和空气动力之间进行切换。传统发动机主要负责爬坡、高速公路等路况,并且在制动回收系统未能成功地为氮气再次加压时发挥作用。当时速低于43英里/每小时时,空气动力将单独支持60%到80%的行驶里程。与传统的油电混合动力汽车相比,空气混合动力系统更加轻量和廉价。
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