美国宇航局的詹姆斯韦伯太空望远镜于 12 月 25 日由阿丽亚娜 5 号火箭从位于南美法属圭亚那的欧洲太空港成功发射。韦伯天文台是与 ESA（欧洲航天局）和加拿大航天局的共同努力，是美国宇航局的革命性旗舰任务，旨在从早期宇宙中的第一批星系中寻找光，探索我们自己的太阳系，以及围绕其他行星运行的行星恒星，称为系外行星。 “詹姆斯韦伯太空望远镜代表了美国宇航局和我们的合作伙伴保持推动我们走向未来的雄心壮志，”美国宇航局局长比尔尼尔森说。 “韦伯的承诺不是我们知道我们会发现的；这是我们尚不了解或尚无法理解我们的宇宙的东西。我迫不及待地想看看它揭示了什么！” 发射后约五分钟，地面团队开始接收来自韦伯

就像雪花一样，没有两根树枝是一样的。它们的大小、形状和质地可能不同；有些可能是湿的或长满苔藓的或长满了枝条。然而鸟类几乎可以降落在其中任何一个上。这种能力引起了斯坦福大学工程师 Mark Cutkosky 和 ​​David Lentink 的实验室的极大兴趣——他们现在在荷兰格罗宁根大学——他们都开发了受动物能力启发的技术。 “模仿鸟类如何飞行和栖息并不容易，”20 岁的威廉·罗德里克 (William Roderick) 博士说，他是两个实验室的研究生。 “经过数百万年的进化，它们让起飞和降落看起来如此轻松，即使在森林中树枝的所有复杂性和多变性中也是如此。” Cutkosky 实验室对

研究人员设计了一种通过向电池发送电脉冲并测量响应来监控电池的新方法。然后通过机器学习算法对测量结果进行处理，以预测电池的健康状况和使用寿命。该方法是非侵入性的，是任何现有电池系统的简单附加组件。 预测锂离子电池的健康状况和剩余使用寿命是限制电动汽车广泛采用的一大问题，也影响到手机的安全性。随着时间的推移，电池性能会通过复杂的微妙化学过程网络而下降。单独来看，这些过程中的每一个都不会对电池性能产生太大影响，但总的来说，它们会严重缩短电池的性能和使用寿命。 当前用于预测电池健康的方法是基于在电池充电和放电期间跟踪电流和电压。这错过了指示电池健康的重要功能。跟踪电池内发生的许多过程需要新的方法来

远程医疗已成为医生在 COVID-19 期间最大限度地减少面对面接触的同时提供医疗保健的重要方式。但通过电话或在线预约，医生更难实时获取患者的重要生命体征，例如脉搏或呼吸频率。 一种方法使用人的智能手机或计算机上的摄像头从他们脸部的实时视频中获取他们的脉搏和呼吸信号。为了使机器学习有助于远程健康传感，系统必须识别视频中包含最强生理信息来源（例如脉搏）的感兴趣区域，然后随着时间的推移对其进行测量。由于每个人都是不同的，系统必须快速适应每个人独特的生理特征，并将其与其他变化区分开来，例如他们的长相和所处的环境。 该团队的系统是保护隐私的——它在设备上而不是在云端运行——并使用机器学习来捕捉人脸

自 2006 年以来，脱鞋并将它们放入垃圾箱一直是飞行体验的一部分。但很快，即使是那些没有预先检查状态的人也可以穿上鞋子，踩上鞋扫描仪，穿过身体扫描仪，然后前往他们的登机口。 最初在全球机场使用的全息毫米波扫描技术可以检测隐藏在衣服下的各种潜在武器或威胁。原始扫描仪的功能已得到扩展，旨在改善乘客体验。结果是下一代高清扫描仪可以识别更小的威胁和更少的误报。在此过程中，开发了一种类似的技术，可以在乘客站立时对他们的鞋类进行筛查。 鞋子扫描涉及旅行者在低调的成像平台上暂停大约两秒钟。电磁波用于生成鞋子的图像，并对其进行评估以确定物体是否可能构成威胁。 更新后的高清高级成像技术扫描仪提供更高的分

由于使用光探测和测距 (LiDAR) 感知物体的方式受到限制，自动驾驶汽车很难识别蹒跚学步的孩子和突然出现的棕色包之间的区别。自动驾驶汽车行业正在探索调频连续波（FMCW）激光雷达来解决这个问题。 研究人员已经建立了一种方法，这种激光雷达可以通过对硅芯片上的光进行机械控制和调制，实现对附近快速移动物体的更高分辨率检测。 FMCW LiDAR 通过扫描自动驾驶汽车顶部的激光来检测物体。单个激光束分裂成其他波长的梳子，称为微梳子，以扫描一个区域。光从物体反弹并通过光学隔离器或循环器进入检测器，从而确保所有反射光最终到达检测器阵列。新方法使用声波来更快地调整这些组件，从而可以对附近物体进行更高分

一种不需要镜头并使用可重构的基于粒子的掩模对物体进行多次拍摄的成像类型正在开发中。电场定向自组装掩模技术是通过创建微观金线掩模并将其放置在要成像的物体附近而开发的。掩模散射从物体反射的光，图像传感器收集光。电流重新排列掩模中的粒子，每次迭代都会产生一个新的掩模，并且系统会记录每个新图像。然后通过计算将多个光捕获重建为原始对象图像，从而大大提高分辨率和质量。 通常，需要制作多个蒙版并物理移动它们以获得多个图像。这变得笨重且昂贵，并且抵消了无镜头成像所具有的一些简单性。 在典型的显微镜中，视场和分辨率之间存在折衷，因此 10 倍视场比 100 倍视场更宽。通过使用无镜头成像技术，可以将宽视野

研究人员开发了一种新的 3D 打印机制方法，可以检测力是如何施加到物体上的。这些结构由单块材料制成，因此可以快速制作原型。设计师可以使用这种方法一次完成 3D 打印交互式输入设备，例如操纵杆、开关或手持控制器。 为了实现这一点，研究人员将电极集成到由超材料制成的结构中，超材料是被分成重复单元网格的材料。他们还开发了帮助用户构建这些交互式设备的编辑软件。 传感可以直接集成到对象的材料结构中，从而实现智能环境，在该环境中对象可以感知与它们的每次交互。例如，由智能材料制成的椅子或沙发可以在用户坐在上面时检测到用户的身体，并使用它来查询特定功能（例如打开灯或电视）或收集数据以供以后分析（例如检测和

NASA Marshall 的创新者与位于亨茨维尔的阿拉巴马大学应用光学中心合作开发了一种系统，该系统将光学表面干涉测量的空间分辨率提高到干涉仪成像系统/探测器的基本奈奎斯特极限之外。亚像素空间分辨率干涉仪（SSRI）系统使光学制造商能够准确地鉴定使用标准干涉仪无法准确分辨的空间频率的表面特征。 光学设计的当前趋势是产生新型规格，需要不同的空间频带并需要更大孔径的光学器件；然而，在全孔径上表征这些特征的能力需要改进。 SSRI 系统通过增加全孔径干涉测量的空间分辨率来满足这一需求，该系统使用一种技术，该技术结合了在亚像素横向偏移处进行的低分辨率测量的交错拼接以提高空间分辨率。 SSRI 系

工程师们展示了一种多功能的微流体芯片实验室，它使用声波在油中创建隧道，以无接触地操纵和运输液滴。该技术可以构成小型、可编程、可重写的生物医学芯片的基础，该芯片完全可重复使用，以实现现场诊断或实验室研究。该系统以最少的外部控制实现了液滴的可重写路由、分拣和选通，是液滴数字逻辑控制的基本功能。 自动化流体处理推动了许多科学领域的发展，例如临床诊断和大规模化合物筛选。虽然在现代生物医学研究和制药行业中无处不在，但这些系统体积庞大、价格昂贵，并且不能很好地处理少量液体。 片上实验室系统已经能够在一定程度上填补这一空间，但大多数都受到一个主要缺点的阻碍：表面吸收。由于这些设备依赖于固体表面，因此运输

一种新的制造方法满足了对薄型双面电路板的需求，该电路板能够降低传感器之间的串扰和传输线的低损耗。 该制造方法允许将简约的硅晶片用作电路板，同时通过在两侧沉积超导材料来减少空间并提高效率。由于硅晶片的薄特性，在制造该电路期间需要额外的背衬处理晶片，以允许在晶片一侧的热基板上沉积金属薄膜。此外，在去除不需要的硅、掩埋氧化物和环氧树脂层时，使用金属和聚合物牺牲层来保护硅衬底和超导金属层。 该工艺介绍了实现超导传感器之间的超低损耗传输线和超低串扰所需的制造方法。 NASA 正在积极寻求被许可方将这项技术商业化。请通过以下方式联系 NASA 的许可礼宾部 此电子邮件地址已受到防止垃圾邮件机器人的保

谁 一个系统使用燃烧来使硅胶膜“点”膨胀，这有朝一日可以用作电子设备的动态盲文显示器。 什么 想象一下平板电脑或 Kindle 可以为视障人士显示盲文命令。设计动态显示的主要障碍是如何施加必要的力量来提升每个弹出点。该系统由模制硅胶和微流控液态金属迹线组成，其中液态金属电极产生火花以点燃微量体积的预混合甲烷和氧气。这种燃料流经一系列独立的通道，每个通道都通向一个 3 毫米宽的执行器。快速燃烧迫使每个部位的薄硅胶膜膨胀几毫米。磁性锁定系统使这些点具有持久的形式，整个系统只需按下它们即可重置。因为不需要机电阀，执行器可以更密集地包装在一起，从而形成一个更小、可能是便携式的系统，该系统仍然能够在

开发了一种名为 Dynamis 的技术，该技术使工业机器人能够操纵微小的玻璃镜片、电子元件或几毫米大小的发动机齿轮，而不会损坏它们。 专有的力反馈技术使任何人都可以对通常由人类完成的触摸敏感任务进行编程，例如装配、精细操作、抛光或打磨——这些任务需要能够与表面保持一致的接触。 由 Dynamis 提供支持的软件被称为力传感器鲁棒顺应性控制，只需要设置一个参数：接触的刚度，无论是软的、中等的还是硬的。 Dynamis 是一种复杂的人工智能算法，首先部署在 Eureka 的阿基米德等定制机器人中，可以像人类一样灵巧地处理易碎的光学镜片和镜子。 目前市场上的机器人要么精度高但敏捷性低（机器人重

在 COVID-19 大流行的推动下，制造业正在全球范围内进行数字化转型，这正在加速工业 4.0 的采用。这种向数字化的转变正在推动智能传感器的进步，这些传感器不仅可以捕获传感数据，还可以将这些数据解释为可操作的见解，用于工业物联网 (IIoT) 领域的各种应用。 根据 Market Research Future 的数据，智能传感器市场预计将在预测期内（2021-2026 年）以 19% 的复合年增长率增长。是什么推动了对智能传感器的需求不断增长，哪些行业预计未来几年对传感器技术的需求最大？ 技术简介 向四位行业专家提出问题，以征求他们对智能传感器和 IIoT 未来前景的看法。

在 20 世纪，印度的能源格局以化石燃料为主，柴油、石油和煤油用于大多数工业和家庭用途。在印度农村，大部分人口仍在使用煤、木柴或粪火做饭。然而，在过去的几十年里，该国努力成为一个更加以天然气为基础的经济体，广泛使用液化石油气 (LPG) 和压缩天然气 (CNG) 进行烹饪甚至运输。最近，许多城市家庭也可以使用管道天然气，直接为消费者家庭提供不间断的烹饪用气。这项新的发展要求天然气公用事业提供商测量消耗了多少天然气。如何？借助燃气表。 燃气表是用于住宅、商业和工业建筑的专用流量计，用于测量通过管道输送的燃气（如 CNG 或 LPG）的量。气体是高度可压缩的，这使得它们比液体更难测量，因为它们对

对灵敏和选择性电子生物传感器（实时监测感兴趣目标的分析设备）的需求正在增长，以适应广泛的应用。它们是临床环境中的医疗保健、药物发现、食品安全和质量控制以及环境监测的理想选择。 电子生物传感器因其简单、分析时间短、制造成本低、样品制备量少以及未经培训的人员在现场使用的潜力而备受青睐。 Bozen-Bolzano 自由大学和苏黎世联邦理工学院的研究人员回顾了电解质门控碳纳米管场效应晶体管 (EG-CNTFET) 生物传感器的科学进展。这些装置具有优异的电子特性和本征信号放大能力，能够对范围广泛的生物分子进行高灵敏度检测。 生物传感器的主要组成部分之一是它的生物识别元件——例如酶、抗体、适配体

扭曲的纳米级半导体以一种新的方式操纵光。这种效应可用于加速救命药物和光子技术的发现和开发。 光子效应可以帮助通过自动化（本质上是机器人化学家）快速开发和筛选新的抗生素和其他药物。它为高通量筛选提供了一种新的分析工具，一种分析大量化合物库的方法。每种化合物的微小样品填充微孔板上的孔。孔可以小到一立方毫米，一块巧克力大小的盘子可以容纳一千个。 药物分析中的关键测量之一是手性，或分子扭曲的方式。包括人体在内的生物系统通常更喜欢一个方向而不是另一个方向，即右手或左手卷曲。最好的情况是，错误扭曲的药物分子无济于事，但在最坏的情况下，它会造成伤害。研究人员发现的这种效应使得手性能够以比一立方毫米小 1

东京工业大学 (Tokyo Tech) 的研究人员终于在制造的铟锡锌氧化物 TFT 中克服了载流子迁移率和基于非晶氧化物半导体的薄膜晶体管 (TFT) 稳定性之间的权衡。这可以为设计比当前基于硅的技术更便宜的显示技术铺平道路。 非晶氧化物半导体 (AOS) 因其低成本和高电子（电荷载流子）迁移率而成为下一代显示技术的有前途的选择。特别是高移动性对于高速图像至关重要。但 AOS 也有一个明显的缺点，阻碍了它们的商业化：移动性/稳定性的权衡。 TFT 中稳定性的核心测试之一是“负偏压温度应力”（NBTS）稳定性测试。感兴趣的两个 AOS TFT 是氧化铟镓锌 (IGZO) 和氧化铟锡锌 (IT

为了在保护隐私的同时限制疾病的传播，美国国家标准与技术研究院 (NIST) 的一个跨学科研究团队设计并测试了低成本的设备和方法，这些设备和方法可以检测人或动物何时与每个人密切接触。其他。 可穿戴设备将商业蓝牙无线电硬件与 NIST 加密功能相结合。虽然在估计佩戴者之间的距离方面并不总是可靠的，但 NIST 系统可能有助于研究人和动物如何在空间中移动和互动。与使用智能手机进行接触者追踪相比，该系统可能具有优势，智能手机在某些环境中的使用不一致，并且可能不太私密。 10 个家庭中的 17 名志愿者参与了 NIST 在正常活动期间对系统性能的研究。设备要么被佩戴，要么被放置在房子里，以每天至少一

桑迪亚国家实验室的 Israel Owens 博士和他的团队使用比一角硬币还小的晶体和比鞋盒还小的激光来安全地测量 2000 万伏电压，而无需与电极进行物理接触。 技术简介 ：是什么让你产生了这个想法？ 博士。欧文斯 ：如何使用比一角硬币还小的晶体和比鞋盒还小的激光准确、安全地测量高压：这一切都始于我与几位同事讨论的天上掉馅饼。我们试图解决的问题是：如何测量极高的电压——尤其是我们通常在桑迪亚的脉冲功率加速器上产生的那种电压？ 我们讨论了各种方法，并提出了使用不会干扰设备中的高能量和辐射场的电光设备的想法。由于它是非金属的，因此不易受到源头的干扰和噪音。我们知道，我们的高能兆伏电子