可穿戴技术的进步正在重塑我们的生活、工作和娱乐方式，以及医疗保健的提供和接受方式。融入日常生活的可穿戴设备包括智能手表和无线耳机，而在医疗保健环境中，常见设备包括可穿戴注射器、心电图 (ECG) 监测贴片、助听器等。 使用这些可穿戴设备面临的一个主要痛点是保持它们正确和方便地供电的问题。随着使用的可穿戴设备数量的增加，为多个电池充电的需求也随之增加，消耗大量电力。很多用户觉得每天给大量设备充电很麻烦，而且电池用完时会出现服务中断的不便。 新加坡国立大学 (NUS) 健康研究所的一个研究小组已经开发出解决这些问题的方法。他们的技术使单个设备（例如放在口袋里的手机）能够以无线方式为用户身上的其

在学习和记忆形成过程中，大脑的不同部分如何相互交流？加州大学圣地亚哥分校的研究人员进行的一项新研究在回答这一基本神经科学问题方面迈出了第一步。 这项研究是通过开发一种神经植入物来实现的，该植入物可以同时监测大脑不同部位的活动，从表面到深层结构——这在该领域尚属首次。使用这项新技术，研究人员表明，在已知在学习和记忆形成中发挥作用的两个大脑区域——海马体和大脑皮层——之间发生了多种双向交流模式。研究人员还表明，这些不同的交流模式与称为尖波涟漪的事件有关，这种涟漪会在睡眠和休息期间发生在海马体中。 “我们的神经植入物用途广泛；它可以应用于大脑的任何区域，并且可以研究其他大脑皮层和皮层下区域，而不

在过去的几十年里，研究人员已经从使用电流转向操纵近红外范围内的光波，用于高速 5G 网络、芯片上的生物传感器和无人驾驶汽车等电信应用。这个被称为集成光子学的研究领域正在快速发展，研究人员现在正在探索更短的可见波长范围，以开发各种新兴应用。其中包括芯片级光探测和测距 (LiDAR)、增强/虚拟/混合现实 (AR/VR/MR) 护目镜、全息显示器、量子信息处理芯片以及可植入大脑的光遗传学探针。 在可见光范围内对所有这些应用至关重要的一个设备是光学相位调制器，它控制光波的相位，类似于无线电波的相位在无线计算机网络中的调制方式。使用相位调制器，研究人员可以构建一个片上光开关，将光引导到不同的波导端口

打喷嚏、雨云和喷墨打印机：它们都会产生或包含如此微小的液滴，足以装满一升瓶子。 测量微小液滴的体积、运动和内容对于研究空气传播病毒（包括导致 COVID-19 的病毒）的传播方式、云层如何反射阳光以冷却地球、喷墨打印机如何创建精细的图案以及甚至汽水瓶破碎成纳米级塑料颗粒，污染海洋。 通过改进传统光学显微镜的校准，美国国家标准与技术研究院 (NIST) 的研究人员首次测量了小于 100 万亿分之一升的单个液滴的体积，不确定度小于 1%。这比以前的测量值提高了十倍。 由于光学显微镜可以直接成像小物体的位置和尺寸，因此它们的测量值可用于确定球形微滴的体积（与直径的立方成正比）。然而，光学显微镜

为了有朝一日可以将手机变成能够检测病毒和其他微小物体的传感器，麻省理工学院的研究人员在芯片上构建了一个强大的纳米级手电筒。 他们在芯片上设计微小光束的方法也可用于为不同的应用创建具有不同光束特性的各种其他纳米手电筒。想象一下广角聚光灯与聚焦在一个点上的光束。 几十年来，科学家们通过观察光与材料的相互作用来使用光来识别材料。他们通过基本上将一束光照射在材料上，然后在光线穿过材料后对其进行分析来做到这一点。由于所有材料与光的相互作用不同，因此对穿过材料的光的分析可以为该材料提供一种“指纹”。想象一下，对几种颜色（几种波长的光）进行此操作，并为每种颜色捕获光与材料的相互作用。这将导致指纹更加详细

对老化的美国电网进行现代化改造以满足 21 世纪的电力需求意味着使用“智能”技术更新庞大、复杂的网络，以利用必要的自动化、连接性和可再生能源资源，从而更可靠、更高效地供电。 虽然更智能、连接更紧密的电网可以提高抵御极端天气事件等威胁的能力，但电网不断扩大的规模和复杂性增加了对网络攻击的脆弱性。日益数字化的电网可以为试图破坏国家电力供应的恶意行为者创造大量切入点。 保护美国电网——一个产生、传输和分配电力的庞大、互连的跨国网络——对国家安全至关重要。 但据美国能源部 (DOE) 阿贡国家实验室的科学家称，随着电网变得越来越复杂，黑客变得越来越老练，传统的 IT 网络安全方法已不再足够，他们

工业物联网 (IIoT) 继续推动第四次工业革命（即工业 4.0）的潜力。在这个工业时代，嵌入式自动化技术和强大的无线传感器推动了智能互联工厂的制造和生产。 趋向于更加自动化 智能工厂自治系统中的许多 IIoT 设备与人工智能 (AI)、移动边缘计算 (MEC) 基础设施、相机、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) 相结合以实现实时，交互式数据通信。这些创新的自动化技术正在从“科幻小说”不断演变为大规模的商业应用。 随着这个数字化转型时代的发展，我们越来越多地看到物联网、人工智能、机器学习以及智能互联工厂中的更多创新推动了机器人技术。我们正处于一个连接性

在这一点上，物联网 (IoT) 对我们大多数人来说并不陌生。物联网设备可以被视为属于消费、医疗或工业市场。无论设备是可视门铃、胰岛素泵还是工业传感器，用户都将面临两个重大挑战：1) 将设备物理/逻辑连接到网络；2) 确保设备具有适当的凭据使其能够与同一网络上的其他设备或预期收集设备数据的服务器进行互操作。这些挑战在很大程度上可以归类为一个称为配置的过程。 基本配置 配置过程中最大的挑战是确保设备和网络/服务器连接安全的能力。这在很大程度上依赖于非对称和对称加密技术以及数字证书的存在。 在非对称加密的情况下，有一个数学相关的公钥/私钥对。如果某些东西是用公钥加密的，那么只有私钥可以解密它。这

自动驾驶汽车 (AV)，甚至配备高级驾驶辅助系统 (ADAS) 的汽车，都依赖于来自大量传感器的数据——多个摄像头、激光雷达、雷达，有时甚至是声纳。处理来自这组传感器的数据流是一项艰巨的同时也是至关重要的任务。所有这些数据都必须实时转化为信息，以用于安全驾驶汽车，至少就像完美的人类驾驶员在控制中一样。 “在路上，人类驾驶员需要警惕他们当前的环境，与其他驾驶员互动并做出决定。与人类驾驶员一样，自动驾驶汽车也应该感知、交互并做出决策。此外，自动驾驶汽车应该与乘客建立良好的关系。”1 这些功能依靠人工智能 (AI) 来吸收来自不同传感器的数据，并将它们组合起来以获得车辆及其动态环境的即时图像——

为了了解集成建筑系统可以为改善商业建筑内的工作和生活环境所做的贡献，我采访了 Igor, Inc.（爱荷华州西得梅因）的创始人兼首席技术官 Dwight Stewart。 技术简介 ： 有很多关于智能建筑如何节能的文章。但是，我对如何改善商业建筑中的人们的健康、幸福感和生产力等条件很感兴趣。我在考虑，例如照明控制、HVAC 控制、测量空气质量等等。 德怀特·斯图尔特： Igor 拥有一个可以统一建筑物基础设施的平台。它使您能够对节点使用以太网供电，而不是为每个单独的应用程序进行端到端布线。您可以连接不同的传感器，例如用于照明控制的运动和日光传感器。您可以连接室内空气质量传感器，以便测量 C

没有涂层的硅基玻璃光纤可以承受超过 600°C 的温度。但是，需要保护玻璃纤维免受环境影响。标准电信光纤通常涂有丙烯酸酯涂层，可在高达 85°C 的温度下使用。可以生产带有聚酰亚胺涂层的特种光纤，这使得这些光纤可以在高达 300°C 的环境中使用。这种类型的光纤已广泛应用于石油和天然气行业，为油藏管理提供重要的通信和传感功能。 对于 300°C 以上的温度，金属涂层会很有吸引力。由于低温下的高衰减值，迄今为止生产的那些被认为不适合地热井部署。下游石油加工也可以受益于需要在 300°C 以上执行的低衰减光纤的高温测量。这种衰减以及循环期间的显着衰减变化通常归因于微弯曲以及金属涂层和玻璃纤维之间

近期论文1、2、3、4、5 已经提出了一些关于调频连续波 (FMCW) LiDAR 系统优势的营销声明。正如所料，这个故事比头条新闻所声称的要多。本文将检查这些声明，并针对它们中的每一个提供飞行时间 (ToF) 与 FMCW LiDAR 的技术比较。 我们了解并非所有 ToF 和 FMCW 系统都是平等的，因此我们将专注于 AEye 所采用的 ToF。我们希望本文将概述成功的从业者必须克服的一些困难的系统权衡，从而激发激烈的知情讨论、竞争，并最终改进 ToF 和 FMCW 产品。 竞争性声明 声明 #1：FMCW 是一项（新）革命性技术 这是不真实的。 与最近的新闻报道相反，F

全球食品检验行业需要更新、更精确的工具来满足严格的政府法规。从特种作物到海鲜、肉类和家禽，2021 年仅食品安全检测市场的价值就达到惊人的 195 亿美元，预计到 2026 年将达到 286 亿美元1 .这是一个例子，其中高光谱成像 (HSI) 代表了一种工具，可以减轻繁琐和劳动密集型的任务，并为一些历史上的主观分级应用带来新的一致性水平。 HSI 最初是为涉及飞机和卫星图像的遥感应用而开发的，此后已成为先进机器视觉应用的商业可行技术。 HSI 传感器就像数以千计或数百万个光谱仪一样，提供图像每个像素处反射光的化学特征。 Headwall 的传感器可以调整到超出人眼识别能力的波长范围，从紫外

通过开发砷化铟镓 (InGaAs) 传感器，短波红外范围（波长从 0.9 到 1.7 微米）的传感已经变得实用。 Sensors Unlimited, Inc. 隶属于 Collins Aerospace，专门制造 InGaAs 一维线性阵列、二维焦平面阵列相机和 SWIR 系统。但为什么还要使用 SWIR？ 首先，一个基本事实：人眼看不到短波红外波段的光。可见光谱从 0.4 微米（蓝色，对眼睛接近紫外线）到 0.7 微米（深红色）的波长。只有 InGaAs 等专用传感器才能看到更长的波长。尽管肉眼看不到短波红外区域的光，但这种光与物体的相互作用方式与可见光波长相似。即SWIR光是反射光；它

每部手机内部都有一个微型机械心脏，每秒跳动数十亿次。这些微机械谐振器在手机通信中起着至关重要的作用。受到无线电波中无线电频率的干扰，这些谐振器选择了正确的频率来在移动设备之间传输和接收信号。随着这些谐振器的重要性日益增加，科学家们需要一种可靠且有效的方法来确保这些设备正常工作。这最好通过仔细研究谐振器产生的声波来实现。 现在，美国国家标准与技术研究院 (NIST) 的研究人员开发了一种仪器，可以在很宽的频率范围内对这些声波进行成像，并制作出具有前所未有细节的“电影”。研究人员测量了高达 12 GHz（GHz，或每秒数十亿个周期）的声学振动，并且可能能够将这些测量扩展到 25 GHz，为 5G

当月球上一个永久社区的口渴的居民从月球南极喝一大口淡水时，他们将享受到在乔治亚州组装和测试的被称为月球手电筒的 30 磅航天器的好处理工学院（乔治亚理工学院）。月球手电筒将使用强大的激光和机载光谱仪来搜索南极陨石坑的阴影区域，以寻找地表冰的证据。较早的 NASA 任务表明，月球这些区域可能有冰冻的水，通过靠近地表运行，航天器将能够确定可能值得未来任务探索的位置。 月球手电筒由来自 NASA 喷气推进实验室 (JPL)、NASA 戈达德太空飞行中心 (GSFC)、加州大学洛杉矶分校 (UCLA)、佐治亚理工学院和 NASA 马歇尔太空飞行中心 (MSFC) 的团队开发。 佐治亚理工学院航空航

谁： 工程学院机械工程教授张欣和她在波士顿大学光子学中心的团队设计了一种可穿戴磁性材料，可以产生更好的脑部扫描。 相关文章： 研究人员 3D 打印具有新颖光学特性的超材料 “超材料”控制声波 机械超材料可以阻止运动的对称性 什么： 由 BU 工程师开发的由塑料和铜线制成的小工具是一项技术突破，有可能彻底改变医学成像。该设备是一种超材料，一种由小单元电池创建的工程结构，单独可能并不引人注目，但当以精确的方式组合在一起时，可以具有许多新功能。这种圆顶形设备可以戴在人的头上，可以在脑部扫描期间佩戴，提高 MRI 性能，以两倍于正常速度的速度拍摄更清晰的图像。该头盔由一系列磁性超材料谐振器制

虽然总统见面会对许多人来说是千载难逢的时刻，但 2016 年 30 岁的内森·科普兰 (Nathan Copeland) 和美国总统巴拉克·奥巴马 (Barack Obama) 之间的握手让人感觉格外特别。 首先，在车祸后胸部以下瘫痪的科普兰正在使用机械手——机械手由他的运动皮层中的两个大脑植入物控制。 借助大脑上的纳米电极，谷轮可以恢复大脑和身体之间的联系。他的思绪移动了手臂，这样他就可以毫不夸张地伸出总统，与他握手。 位于感觉皮层的第二组电极为 Copeland 带来了另一项突破：感知它的能力。 相关文章 简介： 基于脑电图的大脑控制机械臂技术 视频 :截瘫用意念控制外骨骼拉开世

乔治亚大学研究人员的一项研究表明，用于温室的新型联网照明系统可以大幅降低农民的电费。 最近发表于植物 ，该研究表明，预测照明控制系统可以通过预测阳光并仅在需要时才运行灯光来优化植物的照明。数据显示，通过优化灯光，农民可以将温室用电成本降低多达 33%。 在雨天或阴天，植物被给予补充照明以弥补阳光不足。这些灯虽然有效，但价格昂贵、效率低下并且消耗大量电力。美国能源部 2017 年的一份报告估计，园艺照明每年消耗价值 6 亿美元的电力。 农业与环境科学学院教授 Marc Van Iersel 说：“当 LED 灯首次进入市场时，它们让我们有机会将温室照明控制在以前无法实现的水平。” “当时，

有史以来规模最大的同类模拟，以德克萨斯电网为蓝本，得出的结论是，通过与公用事业公司合作，消费者每年可以节省约 15% 的电费。在这个系统中，消费者将与他们的电力运营商协调，以动态控制大能源用户，如热泵、热水器和电动汽车充电站。 这种对能源供应和使用模式的灵活控制被称为“交易式”，因为它依赖于消费者和公用事业之间的协议。但是一个能量交互系统从来没有大规模部署过，还有很多未知数。这就是为什么能源部电力办公室呼吁太平洋西北国家实验室的交易能源专家研究这种系统在实践中的运作方式。 PNNL 交易能源专家和技术顾问 Hayden Reeve 领导了一个由工程师、经济学家和程序员组成的团队，他们设计并