穿戴技术进步正在重塑我们的生活、工作、娱乐方式，以及医疗服务的提供与接收。融入日常生活的穿戴设备包括智能手表、无线耳机；医疗领域常见设备包括可穿戴注射器、心电图（ECG）监测贴片、助听器等。 使用这些穿戴设备的一大痛点是如何方便、妥善地为它们供电。随着个人使用穿戴设备数量增加，为多块电池充电的需求随之上升，消耗大量电力。许多用户觉得每天给多个设备充电麻烦，电池耗尽导致的服务中断也不便。 新加坡国立大学（NUS）健康研究院研究团队开发了解决方案。其技术使单个设备（如口袋里的手机）利用人体作为介质，无线为用户身上其他穿戴设备供电。该新系统还有一个优势：能从典型家庭或办公环境中的电子设备收集未用能量

大脑不同部位在学习和记忆形成过程中如何相互沟通？加州大学圣地亚哥分校研究人员的一项新研究，迈出了回答这一基础神经科学问题的第一步。 该研究得益于一种新型神经植入体的开发，它能同时监测从大脑表面到深层结构不同部位的活动——这在该领域属首创。利用这项新技术，研究人员展示了海马体和大脑皮层（两个在学习和记忆形成中起作用的脑区）之间存在多样的双向沟通模式。研究还表明，这些不同的沟通模式与海马体在睡眠和休息期间出现的尖波涟漪事件相关联。 “我们的神经植入体用途广泛；可应用于大脑任何区域，能研究其他皮层和皮层下脑区，不仅限于海马体和大脑皮层，”Duygu Kuzum教授说。 神经植入体由一条薄、透明、柔性

过去几十年，研究人员从使用电流转向操控近红外光波用于电信应用，如高速5G网络、芯片生物传感器、无人驾驶汽车。这一被称为集成光子学的研究领域快速演进，如今正探索更短的可见光波长，以开发广泛新兴应用：芯片级激光雷达（LiDAR）、增强/虚拟/混合现实（AR/VR/MR）眼镜、全息显示、量子信息处理芯片、植入大脑的光遗传学探针等。 可见光波段所有这些应用的关键器件是光相位调制器，它控制光波相位，类似无线网络中射频相位调制。有了相位调制器，研究人员可构建片上光开关，将光引导至不同波导端口。利用大规模光开关网络，可创建复杂集成光学系统，控制微小芯片上的光传播。 但可见光波段相位调制器极难制造：没有材料既

喷嚏、雨云、喷墨打印机：它们都产生或包含极微小的液滴，需要数十亿个才能装满一升瓶。 测量微观液滴的体积、运动和成分，对研究空气传播病毒扩散（包括COVID-19）、云反射阳光降温、喷墨打印精细图案、甚至汽水瓶碎解为纳米塑料污染海洋都至关重要。 美国国家标准与技术研究院（NIST）研究人员通过改进常规光学显微镜的校准，首次将单个微液滴体积测量不确定度降至1%以下，液滴体积小于100万亿分之一升（100 zeptoliters）。这比以往测量精度提高十倍。 光学显微镜可直接成像小物体的位置和尺寸，其测量可用于确定球形微液滴体积（与直径立方成正比）。但光学显微镜精度受限于多种因素，如图像分析定位液滴

麻省理工学院（MIT）研究人员在芯片上构建了一个强大的纳米级手电筒，这项工作未来有望让手机变身为能检测病毒和其他微小物体的传感器。 他们设计芯片上微小光束的方法，也可用于创建各种具有不同光束特性的纳米手电筒，以适应不同应用。想象一下宽广的聚光灯与聚焦于单点的光束之别。 几十年来，科学家利用光识别材料：通过观察光与材料的相互作用。基本原理是将光束照射到材料上，再分析透过材料后的光。因为所有材料与光的相互作用不同，透射光的分析提供了材料的一种“指纹”。若对多种颜色——多个波长的光——分别捕捉光与材料的相互作用，将获得更详细的指纹。 执行此任务的仪器称为光谱仪，通常体积较大。小型化将带来诸多优势：便

现代化老旧电网面临网络攻击新挑战 为满足21世纪电力需求，美国正在通过“智能”技术升级庞大复杂的老旧电网，利用自动化、连接性和可再生能源资源，更可靠、高效地输送电力。 虽然更智能、更互联的电网能增强对极端天气等威胁的韧性，但电网规模和复杂性的增加也扩大了网络攻击的脆弱面。日益数字化的电网为恶意行为者寻求破坏国家电力供应创造了众多入口。 保护美国电网——这个发电、输电、配电的大规模跨国互联网络——对国家安全至关重要。 但随着电网更复杂、黑客更狡猾，传统IT网络安全手段已不再足够，美国能源部（DOE）阿贡国家实验室的科学家们正致力于让电力网络更能抵御网络攻击。 “传统公用事业网络物理隔离于公共网络

工业物联网推动第四次工业革命 工业物联网（IIoT）持续释放第四次工业革命（即工业4.0）的潜力。这一工业时代的特征是嵌入式自动化技术和强大的无线传感器，它们驱动着智能互联工厂的制造与生产。 迈向更高度自动化 智能工厂自主系统中的许多IIoT设备结合了人工智能（AI）、移动边缘计算（MEC）基础设施、摄像头、控制系统、计算机视觉、增强现实（AR）、机器人技术和机器学习（ML），实现实时、交互式的数据通信。这些创新自动化技术正从“科幻概念”向大规模商业应用持续演进。 随着数字化转型时代的推进，我们越来越多地看到由物联网、AI、ML等创新技术驱动的机器人技术在智能互联工厂中应用。我们正处于一个非

物联网（IoT）对我们大多数人不再陌生。IoT 设备可归属消费、医疗、工业市场。无论设备是视频门铃、胰岛素泵、工业传感器，用户面临两大挑战：1) 让设备物理/逻辑连网；2) 确保设备具备正确凭证，能与同网络其他设备或预期收集数据的服务器互操作。这些挑战大体归类为供给过程。 基础供给 供给过程最大挑战是确保设备与网络/服务器连接安全。高度依赖非对称和对称加密技术及数字证书存在。 非对称加密中，有数学相关公私钥对。用公钥加密则仅私钥能解密。对称加密则同一键加解密。对称加密所需资源少（如密钥位数少，加密更快）却能达更好安全性。但对称加密需以窃听者不可见方式交换密钥。典型做法：用目标公钥加密预主密钥发

自动驾驶汽车（AV）乃至高级驾驶辅助系统（ADAS）车辆，依赖多传感器数据——多摄像头、激光雷达、毫米波雷达、有时声纳。处理来自该传感器阵列的数据流，是巨大且关键任务。所有数据必须实时转化为信息，用于安全驾驶，至少媲美完美人类驾驶员。“路上人类驾驶员需警惕周围、与其他驾驶员互动、做决策。像人类驾驶员，AV 也应感知、互动、决策。进而，AV 应与乘客建立良好关系。”¹ 这些功能依赖人工智能（AI）同化不同传感器数据并融合，瞬间成像车辆及其动态环境——称作传感器融合。汽车用最优 AI 采用深度神经网络（DNN）。模拟人脑处理信息方式，DNN 通过经验学习驾驶真实世界，而非程序员告知做什么。DNN

为了解集成建筑系统如何改善商业建筑内工作生活环境，我采访了 Igor 公司创始人兼 CTO Dwight Stewart（爱荷华州西得梅因）。 Tech Briefs： 关于智能建筑节能文献很多。但我关心如何改善商业建筑内人员健康、福祉感、生产力。如照明控制、暖通空调控制、空气质量测量等。 Dwight Stewart： Igor 平台可统一建筑基础设施。支持以太网供电（PoE）到节点，而非各应用端到端布线。可接入不同传感器，如运动和日光传感器控制照明。可接室内空气质量传感器测 CO₂、PM2.5、VOC 等指标。节点甚至可作恒温器——直连附近暖通设备控制并含显示屏。 通过平台，不仅能看到创建

无涂层石英基玻璃光纤可耐 600°C 以上温度。但玻璃纤维需防环境侵蚀。标准光通信光纤通常涂丙烯酸酯，使用温度上限 85°C。特种光纤可涂聚酰亚胺，用于 300°C 环境。此类光纤在油气行业大量用于储层管理的重要通信和感测功能。 300°C 以上温度，金属涂层有吸引力。但迄今产出的金属涂层光纤因低温下高衰减值¹ 被认为不适合地热井部署。下游石油加工也受益于需 300°C 以上低损耗光纤的高温测量。此衰减及循环中显著衰减变化，通常归因于微弯和金属涂层与玻璃纤维热膨胀系数巨大失配²。除其他，更薄金属涂层可缓解这些问题；但长距离高质量可控厚度金属涂层光纤生产非易事²。 本文演示一种耐 500°C 金

近期论文¹⁻⁵ 提出若干关于频调连续波（FMCW）激光雷达优势的营销主张。意料之中，故事远不止标题所言。本文将逐一技术对比飞行时间（ToF）与 FMCW 激光雷达。 我们理解非所有 ToF 和 FMCW 系统均等，故聚焦 AEye 采用的 ToF。希望本文勾勒成功从业者必须克服的艰难系统权衡，激发稳健知情讨论、竞争，最终改进 ToF 和 FMCW 产品。 竞争主张 主张 #1：FMCW 是（新）革命性技术 不真实。 与近期新闻相反，FMCW 激光雷达由来已久，源自 1960 年代 MIT 林肯实验室工作⁸，仅比激光器发明晚七年⁹。多年积累的 FMCW 经验教训——虽非机密公开领域——不幸久被

全球食品检验行业需更新、更精准工具满足严格政府法规。从特色作物到海鲜、肉类、禽类，食品安全检测市场 2021 年达 195 亿美元，预计 2026 年达 286 亿美元¹。高光谱成像（HSI）可缓解繁琐劳动密集型任务，为历史上主观评级应用带来新一致性水平。 HSI 最初为飞机卫星遥感影像开发，现已成先进机器视觉应用商业可行技术。HSI 传感器如数千万光谱仪，提供图像每像素反射光化学特征。Headwall 传感器可调谐至人眼无法分辨的波长范围：从紫外可见（UV/VIS）到近红外（VNIR、NIR、SWIR）。 高光谱成像传感器能区分人眼和常规彩色成像无法捕捉的光谱特征。这些特征可检测潜在有害异物

短波红外范围（波长 0.9 至 1.7 微米）感应因氮化铟镓砷（InGaAs）传感器发展而变得实用。Collins Aerospace 旗下 Sensors Unlimited 专注制造 InGaAs 一维线阵列、二维面阵相机和 SWIR 系统。但为何使用 SWIR？ 首先基本事实：SWIR 波段光人眼不可见。可见光谱从 0.4 微米（蓝、近紫外）至 0.7 微米（深红）。更长波长只能用专用传感器如 InGaAs 看到。虽 SWIR 光不可见，但其与物体相互作用方式类似可见波长。即 SWIR 光是反射光；像可见光一样从物体反射。 因其反射性，SWIR 光像具有阴影和对比度。InGaAs 相机图

每部手机内都有一颗微型机械心脏，每秒跳动数十亿次。这些微机电谐振器在手机通信中扮演关键角色。在电波喧嚣中，它们精选正确频率收发移动设备间信号。随着谐振器重要性日增，科学家需要可靠高效方法确保其正常工作。最佳途径是仔细研究谐振器产生的声波。 美国国家标准与技术研究院（NIST）研究人员现开发出仪器，可在宽频段成像这些声波，生成前所未有细节的“影片”。他们测量高达 12 GHz（十亿次/秒）声振动，并可能延伸至 25 GHz，为 5G 通信及未来量子信息应用提供所需频带覆盖。随 5G 网络主导无线通信，产生更微小声波，测量挑战将加剧。 新 NIST 仪器依靠光学干涉仪捕捉声波动态。该干涉仪照明源

当月球永久社区口渴居民啥着从月球南极带来的淡水时，他们将享受 30 磅重航天器“月球手电筒”带来的益处。该器由佐治亚理工学院组装测试。月球手电筒将利用强力激光和船载光谱仪搜索南极陨石坑阴影区的地表冰证据。早期 NASA 任务显示这些区域可能有冻水，贴近表面轨道可识别值得未来任务探索的地点。 月球手电筒由 NASA 喷气推进实验室（JPL）、戈达德航天飞行中心（GSFC）、加州大学洛杉矶分校（UCLA）、佐治亚理工、马歇尔航天飞行中心（MSFC）团队开发。 佐治亚理工航空航天工程学院研究者与 MSFC 合作开发推进系统——使用改进环保推进剂的新技术；并与佐治亚理工研究院（GTRI）协作在亚特兰

人物：波士顿大学光子中心 Xin Zhang 教授（机械工程教授）及其团队设计出可穿戴磁性材料，可生成更优脑部扫描。 相关文章： 研究者 3D 打印具有新型光学性质的超材料 “超材料”控制声波 力学超材料可阻断运动对称性 内容：BU 工程师开发的塑料铜线装置是技术突破，有潜力革新医学成像。该装置是超材料——由微小单元精确排列组成的工程结构，单元单独看平平无奇，组合后却拥有多种新功能。穹顶状装置戴在头上，脑扫描时可佩戴，提升 MRI 性能，以双倍正常速度捕获更清晰图像。头盔由一系列磁性超材料谐振器组成，由 3D 打印塑料管缠铜线、阵列排列、精准布置，引导 MRI 磁场。 地点：波士顿大学，马

对许多人而言，见总统是毕生难忘时刻，但 2016 年 30 岁的 Nathan Copeland 与奥巴马总统的握手格外特别。 首先，Copeland 因车祸胸部以下瘫痪，使用机械手——由运动皮层两个脑植入体控制。 凭借脑表纳米电极，Copeland 重建大脑与身体连接。意念驱动机械臂，字面上伸向总统，与之握手。 第二组电极位于感觉皮层，带来另一突破：感知触觉。 相关文章 简报：基于 EEG 的脑控机械臂技术 视频：截瘫患者用脑控外骨骼开球世界杯 总部位于犹他州盐湖城的 Black Rock Neurotech 创建脑机接口，让四肢瘫痪和全身瘫痪患者控制电脑、以每分钟 90 字打字、以及击掌总

佐治亚大学研究者研究表明，一种联网温室照明系统可大幅降低农户电费。 最近发表在《Plants》上的研究显示，预测性照明控制系统通过预测日照、仅在需要时开灯，优化植物光照。数据显示农户优化灯光可减高达 33% 温室电费。 阴雨天需补光弥补日照不足。虽有效但灯具昂贵、低效、耗电巨大。美国能源部 2017 年报告估计园艺照明年耗电 6 亿美元。 “LED 灯上市给了我们以前不可能的温室灯光控制水平，”农业环境科学学院教授 Marc Van Iersel 说。“当时许多研究优化灯具本身，几乎无人研究灯光系统智能控制。” “灯光电费占温室运营成本 10%-30%，”Van Iersel 说。“研究初衷

基于德克萨斯电网的最大规模同类仿真表明，消费者与公用事业商合作，每年电费可节省约 15%。该系统中，消费者与电力运营商协调动态控制大功率用能设备，如热泵、热水器、电动汽车充电桩。 这种对能源供需模式的灵活控制称为“互动式”，因依赖消费者与公用事业商协议。但互动式能源系统从未大规模部署，未知数众多。因此能源部电力办公室委托太平洋西北国家实验室（PNNL）互动式能源专家研究其实际运作。 PNNL 专家兼技术顾问 Hayden Reeve 领导工程师、经济学家、程序员团队设计执行研究。 “德克萨斯电网具全国能源系统代表性，不仅支持互动式概念建模仿真，还能可靠推演结果及对全美电网和用户的潜在经济影响