NASA兰利研究中心创新者开发自动铺丝（AFP）机校准系统。AFP是复合材料制造法，比传统手工铺层具速度、可重复性、减废优势。用于制造航天部件、风机叶片，AFP用机械臂铺设碳纤维预浸料（即复合带/束）层层叠加成复合部件。 虽有优势，任何放置不完美（或滑移）束产生相邻束重叠/间隙缺陷，结构完整性最多降30%。目前用人工目检识别修复缺陷再固化，极耗人力。原位检测系统虽涌现，但无法创建精准“缺陷标准”以利主动系统校准。新校准系统将推动AFP原位检测技术次世代发展。 系统在铺设过程中创建已知尺寸、几何、位置的缺陷。用此缺陷创建技术，可准确量化检测系统探测缺陷能力、执行准确风险评估、校准原位检测设备至特

工程师设计小型台式设备，从唾液样本约1小时检测SARS-CoV-2。诊断准确度媲美现用PCR测试。设备也可检测现流行SARS-CoV-2变异株相关特定病毒突变，亦在1小时内得结果，让追踪不同变异株更容易，尤其在无基因测序设施地区。 新诊断组装成本约$15，大规模生产成本可大幅降低。 新诊断基于SHERLOCK——CRISPR工具。系统组件含允许检测特定靶RNA序列的RNA引导链、切割序列产生荧光信号的Cas酶。所有分子组件可冻干长期存储，遇水复水激活。 研究者整合关键预处理步骤，失活唾液核酸酶——破坏RNA等核酸。样本入设备后，热和两化学试剂失活核酸酶。然后病毒RNA经膜提取浓缩。 RNA样本

通过研究果蝇如何利用眼球运动增强飞行控制——反应速度惊人，约眨眼30倍快——研究者详述模仿此能力用于机器人框架。团队研究系绳果蝇在LED灯构建的虚拟现实飞行模拟器中运动，高速相机记录。 团队确定果蝇如何用眼球运动快速协调翅膀响应视觉。因果蝇复眼固定头部，研究者追踪头部运动推断注视方向。稳定凝视是多数生物常规现象；如人无缝移动眼/头/身扫视房间。 该领域前研究多聚焦翅膀运动，理解果蝇等动物如何用主动眼球运动控制飞行可大幅提升机器人技术。目前多数机器人传感器固定，感知与运动解耦。但通过更好模拟眼脑协调、让视觉传感器能随身体移动，机器人飞行控制可大幅改善。 为支持理论，研究者确定果蝇眼球反应比身体

全息相机看见不可见 西北大学发明新型高分辨率相机，能看见不可见：拐角后、皮肤/雾/甚至人类头骨等散射介质后。称合成波长全息术，新法通过间接散射相干光到隐藏物体，再次散射回相机。算法重构散射光信号揭示隐藏物体。因高时间分辨率，也有潜力成像快速移动物体，如胸腔外跳动心脏、街角疾驰汽车。 新技术是首个结合高空间分辨率、高时间分辨率、小探测区域、大角度视场的拐角/散射介质成像法。意味着相机能成像紧受限空间微小特征、大区域高分辨隐藏物体——甚至物体移动时。 虽在无创医学成像、汽车预警导航、狭窄空间工业检测有明显潜力，研究者信潜在应用含太空探索、水下声学成像。 访问此处  碳纤维材料遇热自愈

工程师设计新型口罩，约90分钟诊断佩戴者COVID-19。口罩嵌微型一次性传感器，可装入其他口罩，也可改造检测其他病毒。 传感器基于冻干细胞机器，研究团队先前开发用于埃博拉、寨卡等病毒纸质诊断。新研究显示传感器可不仅植入口罩，还可植入实验服等衣物，为监测医护人员接触多种病原体或其他威胁提供新途径。 团队展示冻干广泛合成生物学传感器探测病毒/细菌核酸及神经毒素等有毒化学品能力。口罩传感器设计为佩戴者准备好测试时激活，结果仅显示口罩内侧保护隐私。 创建合成基因网络对特定靶分子反应所需蛋白质和核酸可嵌入纸张。另一无细胞传感器系统SHERLOCK基于CRISPR酶，允许高灵敏度核酸检测。 这些无细胞电

NASA约翰逊研究中心研究人员将瞬态热成像和锁相热成像引入闪光热成像无损检测（NDE）技术。该NDE技术识别飞机、无人机、建筑用材料缺陷。 引入瞬态热成像法——比其他方法更快探测厚件缺陷，和锁相热成像法——用正弦功率循环提供更好缺陷分辨率，闪光热成像NDE技术套件扩展适用于其他常用红外热成像技术。 用瞬态和锁相法评估材料时，材料热扩散率变化在测试表面红外（IR）图像中表现为异常。两法专门用于分析单用闪光热成像无法达标的更厚材料。原始IR相机数据后处理提供异常尺寸表征详细分析。 该技术含软件，提供高精度测量。 峰值对比度和峰值对比度时间剖面提供图像定量解读，含异常尺寸形状详细信息。持久能量和持久

南佛罗里达大学机械工程助理教授Ying Zhong及团队发明无聚合物粘合剂印刷可穿戴传感器新法。他们称产品为e-skin。 Tech Briefs：是什么给了你用静电力印刷柔性传感器的灵感？ Ying Zhong教授： 我们有合作者用丝网印刷制造柔性器件——将功能粉末与粘合剂混合、加热、等待干燥，耗时很长。我们在找更快印刷方法，免去加热干燥。 我当时在做另一个有趣项目：用电晕放电处理聚合物薄膜表面。我们意识到电晕能产生独特强电场，能提起微小物体。这让我们想能否把干粉放在薄膜下直接吸附到基底——试了行得通。 我们发现个问题，意识到已在做的技术能解决。 Tech Briefs: 我觉得技术进步常

随着NASA扩大系外行星——太阳系外行星——发现任务，工具箱也在扩充。夏季，新工具NEID（读作NOO-id）交出首批数据，目标是最近、研究最透彻的恒星——太阳。 NEID光谱仪将帮助定位表征新世界，从亚利桑那州基特峰国家天文台观测天空。2021年6月正式开始搜寻系外行星。但NEID白天采集太阳数据量近似夜间恒星数据。因太阳提供天文学家最详细视角，观察系外行星宿主恒星发生的变化，这些变化可能影响外星世界探测和宜居性。 NASA戈达德航天飞行中心团队支持NEID设计、开发、调试。仪器测量径向速度：行星引力牵引导致恒星运动位移。此运动轻微改变恒星光谱。径向速度给出行星相对宿主恒星质量测量。 NEI

医学成像可显现肉眼不可见的体内过程结构。科学家用成像研究细胞器官复杂功能，寻找更好疾病检测治疗方法。日常医疗中，体内图像帮医生诊断疾病、监测疗效。为描绘体内特定过程，研究者开发新技术标记细胞/分子，使其发射体外可检测信号并转化为有意义图像。明斯特大学研究团队现将显微镜用的细胞标记策略——SNAP-tag技术——改用于正电子发射断层扫描（PET）全身成像。 该法两步标记细胞，适用完全不同细胞类型如肿瘤和炎症细胞。第一，基因改造细胞表面产生靶向细胞独有的SNAP-tag酶。酶再与合适SNAP-tag底物接触。底物标记信号发射基团，化学结构使酶识别并裂解，将信号发射基团转移到酶上。过程中酶被修饰失活

研发出灵敏度比现有商用传感器高10万倍的微波辐射传感器。测辐射计利用石墨烯对微波辐射的巨大热响应制造。微波测辐射计能探测单个微波光子——自然界最小能量单位。 石墨烯测辐射计传感器通过测量光子被吸收时温升来探测电磁辐射。石墨烯是二维单原子层材料。研究团队通过在微波天线中引入石墨烯实现高测辐射计灵敏度。 关键创新：用超导约瑟夫森结测温升，同时通过天线保持微波辐射与石墨烯的高耦合效率。耦合效率对高灵敏度探测至关重要。约瑟夫森结是量子力学器件，两超导电极由势垒隔开（薄绝缘隧道势垒、正常金属、半导体、铁磁体等）。 石墨烯除薄外，电子处于特殊能带结构：价带和导带仅在狄拉克点相遇。态密度在那里为零；电子接

受巨型空间望远镜发现系外行星概念启发，研究团队正开发全息透镜，将可见光和红外星光转化为聚焦图像或光谱。实验方法可制造直径数米的轻质柔性透镜，发射时可卷起，太空中展开。 利用两束球面光波产生全息图，对记录在胶片上的衍射光栅及其对光的效应进行精细控制——要么超高灵敏度分光，要么高分辨率聚焦。研究者认为此模型适用于需极高光谱分辨率光谱学的应用，如系外行星分析。 必须发射入太空（受益于无大气阻挡视野）的望远镜，受限于聚焦光用玻璃镜的重量和体积。玻璃镜现实直径仅几米。相比之下，用于聚焦光的轻质柔性全息透镜——更准确称“全息光学元件”——可达数十米宽。此类仪器可直接观测系外行星，跨越当前基于恒星光变探测系

NASA发射卫星、探测器、轨道器探索人类在银河系中的位置。任务抵达目的地后，科学仪器捕捉图像、视频和宝贵宇宙洞见。空间和地面通信基础设施让这些数据到达地球。没有地面站接收，这些非凡数据将滞留太空，无法传达给地球科学家。 自太空探索伊始，NASA任务主要依赖射频通信传输信息。NASA空间激光通信中继演示（LCRD）将展示激光通信——一种从太空向地面传输数据的革命性方式。 LCRD地面站称光学地面站（OGS）-1和-2，分别位于加州桌山和夏威夷哈勒阿卡拉山。选址因天气晴好。激光通信虽提供更高数据率，但大气扰动（云、湍流）进入地球大气层时会干扰激光信号。 NASA戈达德航天飞行中心Ron Mill

谁 为微型电子系统添加翼式飞行，可部署高功能微型电子设备，用于环境污染监测、人口监测、阳光暴露或疾病追踪。 是什么 飞行微芯片（微飞器）约沙粒大小，无马达引擎。包两部分：毫米级电子功能组件和机翼。团队集成传感器、可收集环境能量的电源、存储器、可无线向手机/平板/电脑传输数据的天线。微飞器像枫树螺旋桨种子随风飞行，空中像直升机旋转缓降。下落时机翼与空气相互作用产生缓慢稳定旋转运动。电子重量分布在微飞器中心低部，防止失控乱坠。 哪里 美国伊利诺伊州埃文斯顿西北大学 为什么 器件微型化是电子行业主导发展轨迹，传感器、无线电、电池等组件可构建为越来越小尺寸。 何时 创新者设想大量设备可从飞机或建筑

研究人员开发出多功能抗菌敷料，嵌入荧光传感器，感染初期在紫外光下明亮发光，可监测愈合进程。智能敷料利用氢氧化镁的强大抗菌抗真菌特性。 生产成本低于银基敷料，但抗菌抗真菌效果相当，抗菌效力持续长达一周。目前检查伤口进展只能拆除绷带，既痛苦冒险又给病原体可乘之机。能轻松看出是否出问题，将减少频繁换药，更好保护伤口。 虽知镁具抗菌、抗炎、高生物相容性，但在敷料绷带等医疗相关表面的应用鲜有实用研究。团队开发出荧光氢氧化镁纳米片，能贴合绷带纤维曲线。 团队合成厚度仅为人类头发1/10,000至1/100,000的纳米片，嵌入纳米纤维批次。氢氧化镁纳米片对pH变化响应，成为追踪愈合的理想传感器。 健康皮

将独立望远镜纳入更大协调网络可增强发现和跟踪能力。但扩展、部署、组织和调度此类网络仍面临挑战。 空间变源监视器（SVOM）任务的中法联合团队开发了自动观测管理（AOM）系统，将不同望远镜尺寸、测光参数、控制技术的独立设施整合为有序网络。 采用AOM的首个观测网络是地基广角相机网络（GWAC-N），属SVOM框架下的多型机器人光学望远镜网络。目前位于中国科学院国家天文台兴隆观测站。包含两台广视场GWAC望远镜、两台60厘米望远镜（GWAC-F60A/B）和一台30厘米望远镜（GWAC-F30）。 借助AOM，GWAC-N获得更好天区覆盖和探测性能，实现多任务：大样本巡天、伽马暴和引力波跟踪观测、

随着詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）发射，人类对宇宙及其起源的理解将呈指数级增长。 JWST原名下一代太空望远镜（NGST），2002年9月更名以纪念前NASA局长詹姆斯·韦伯。JWST是NASA、加拿大航天局（CSA）、欧洲航天局（ESA）、航空航天制造商诺斯罗普·格鲁曼及空间望远镜科学研究所（发射后运营望远镜）的国际合作项目。 红外技术 JWST与哈勃等前代空间望远镜有何不同？首先，1990年发射的哈勃是光学望远镜；JWST是红外望远镜。光波在不断膨胀的宇宙中传播时会被“拉伸”，波长变长、变红。遥远恒星发出的曾经可见光最终偏移至红外波段，光学望远镜如哈勃无法探测。JWST专门设计用于捕

基于台式光学测量是测量和逆向工程平面及折弯/成型钣金零件、垫圈、密封件、O型圈、叠层、纸张、醋酸纤维和电子图纸以及其他不透明和半透明平面材料的快速、简单且准确的方法。 InspecVision Ltd.的Planar测量系统基本要素是LED背光台和一颗高达5000万像素的俯视相机。相机能“看到”随机放置在台面上的一或多个零件边缘。约30秒内拍摄零件快照，可与CAD文件比对检测，或输出DXF/DWG CAD文件用于逆向工程。 典型用户包括使用X/Y数控、激光、等离子、冲压、水刀切割和成型机的钣金加工商，他们供应汽车、航空航天、电子、通信等广泛行业。 2D检测 Exact Metrology（伊

测试汽车制造时，需检查其众多子系统：电池、发动机、座舱、热管理系统、变速箱、底盘和悬架。 《Tech Briefs》读者向技术巨头西门子的行业专家提问：“哪个部分最难模拟？” 答案可能让你意外。 西门子数字化工业软件汽车行业解决方案总监史蒂文·多姆在TechBriefs.com本月直播演讲《仿真与测试：面向未来汽车工程的驱动力》中表示：“简化驱动带来更大复杂性。” 以下是多姆的编辑回复。 “你认为最复杂的子系统是什么？最简单的是什么？” 史蒂文·多姆： 最复杂的子系统？定义复杂子系统有不同因素。我提到的电驱动单元（e-drive unit）是非常复杂的系统，因为它包含电子学、电磁学、传动，还需

能在雾中安全运行的自飞无人机和自动驾驶出租车听起来很未来，但桑迪亚国家实验室雾室的新研究正让未来变为现实。 当雾气让人和传感器都难以探测物体时，水、空、陆交通都会变得危险。桑迪亚雾室的研究人员通过计算成像光学新研究，并与NASA先进空中机动研究人员、Teledyne FLIR等合作，在可测量、可重复、按需生成的定制雾中测试传感器，应对这一挑战。 该雾室建于2014年，长180英尺、高10英尺、宽10英尺，内衬塑料薄膜以锁住雾气。测试开始时，64个喷嘴喷洒定制的水盐混合液。随着喷雾扩散，湿度升高形成浓雾。很快，室内观察者无法看清墙壁、天花板或入口，几英尺外的人和物体被气溶胶遮蔽或完全隐藏。 研

伯明翰大学的科学家成功在光束中创建了某种基本粒子——斯格明子的实验模型。这一突破为物理学家提供了一个真实系统，展示了斯格明子的行为，该粒子最早由伯明翰大学数学物理学家托尼·斯格明教授于60年前提出。 斯格明的理论利用四维空间中球体的结构，保证了三维空间中斯格明子粒子的不可分性。理论认为，三维粒子状斯格明子能揭示宇宙早期起源、奇异材料物理或冷原子物理。然而，尽管研究超过50年，三维斯格明子在实验中极少被观测到。当前研究多聚焦于二维类比，显示出新技术应用前景。 在一项新研究中，伯明翰大学、兰卡斯特大学、德国明斯特大学和日本理化学研究所的国际合作团队首次展示了如何在三维空间测量斯格明子。研究负责人