机器人可以做很多事情，但它们不能打开门并穿过门口。研究人员已经在 3D 数字模拟中解决了这个问题，并正在建造一个可以做到这一点的自主机器人。这种独立性的简单进步代表了对办公楼、机场和医院进行吸尘和消毒的辅助机器人的巨大飞跃。 此前，研究人员通过扫描整个房间以创建 3D 数字模型来解决该问题，以便机器人可以定位一扇门。但这是一个耗时的定制解决方案，仅适用于被扫描的特定房间。开发一个自主机器人为自己打开一扇门会带来一些挑战。 门有不同的颜色和尺寸，不同的把手可能略高或略低。机器人必须知道用多大的力来打开门来克服阻力。大多数公共门都是自动关闭的，这意味着如果机器人失去控制，它必须重新开始。当一扇

TOMOPLEX（Tomographic Plexus）传感器薄膜可应用于航空航天器的组件，以在飞行过程中对其进行监控。它最终可以降低航空航天的维护成本，并使航天器的可重复使用性更有可能。 此外，传感器薄膜可以检测仅在机械应力下发生但在机库检查期间隐藏的材料缺陷；例如，在卸载时其断裂边缘完全重新连接的裂缝。在由塑料制成的复合材料中已经观察到这种缺陷。 目前，通过全面安装测量探头来监测飞行中的飞机和航天器是不切实际的。传统的测量技术太大太重。新的传感器薄膜应该能够实现持续的实时监测。 这部电影使用了在航空航天领域还不常见的断层扫描测量方法。它用作无线传感器网络的电路载体。据研究人员称，它既

蚂蚁、蜜蜂和鸟类解决问题和克服障碍的集体行为是研究人员在空中和水下机器人技术中开发的东西。然而，开发能够穿越复杂地形的小型群体机器人面临着一系列独特的挑战。研究人员已经制造出能够在具有挑战性的环境中机动并集体完成艰巨任务的多足机器人，模仿自然世界的同类机器人。 腿式机器人可以在崎岖的地形和狭小的空间等具有挑战性的环境中航行，并且使用四肢提供有效的身体支撑，实现快速机动性，并有助于越障。然而，腿式机器人在陆地环境中面临着独特的移动性挑战，从而导致运动性能下降。 阅读与研究人员的问答 在 Tech Briefs 的简短问答中，Yasemin Ozkan-Aydin 教授解释了一旦功能得到改进，

一个团队开发了一种非线性相机，能够使用太赫兹 (THz) 电磁波捕捉固体物体内部的高分辨率图像。使用太赫兹辐射产生的图像被称为高光谱图像，因为图像由像素组成，每个像素都包含物体在该点的电磁特征。 太赫兹辐射位于电磁波谱中的微波和红外线之间，可以像 X 射线一样轻松穿透纸张、衣服和塑料等材料，但不会造成伤害。即使是最精细的生物样品也可以安全使用。太赫兹成像可以看到物体的分子组成，并区分不同的物质，例如糖和可卡因。 图像所有细节的指纹都以这样的方式保存，以便可以全面详细地研究对象的性质。到目前为止，能够捕捉到高光谱图像并保留太赫兹辐射所揭示的精细细节的相机被认为是不可能的。 该团队使用单像

工程师们发明了一种廉价而简单的方法，将哑耳机变成智能耳机，将耳机变成可以插入智能手机、识别用户、监测心率和执行其他服务的传感器。 这项名为 HeadFi 的发明基于一种小型插入式耳机适配器，可将普通耳机变成感应设备。与智能耳机不同，普通耳机缺少传感器。 HeadFi 将允许用户避免购买带有嵌入式传感器的新智能耳机来享受传感功能。 HeadFi 可以通过简单的升级将全球数亿个现有的常规耳机变成智能耳机。 耳机是全球最流行的可穿戴设备之一，随着诸如基于触摸的手势控制等新功能的出现，它们继续变得更加智能。此类功能通常依赖于许多智能耳机上提供的辅助传感器，例如加速度计、陀螺仪和麦克风。 Head

已经开发出一种非常轻的新材料，可以降低飞机发动机的噪音并提高乘客的舒适度。氧化石墨烯-聚乙烯醇气凝胶每立方米重 2.1 公斤，是有史以来最轻的隔音材料。它可以用作飞机发动机内的绝缘材料，将噪音降低多达 16 分贝——将喷气发动机起飞时 105 分贝的轰鸣声降低到更接近吹风机的声音。 气凝胶的蛋白酥皮状结构使其非常轻，这意味着它可以作为飞机发动机短舱内的绝缘体，而整体重量几乎不会增加。该材料目前正在进一步优化，以提供更好的散热效果，从而提高燃油效率和安全性。这种材料可以以多种方式应用，最初用于航空航天，但也可能用于许多其他领域，例如汽车和海上运输以及建筑和施工。 极低的密度是通过使用氧化石墨

NASA 肯尼迪航天中心开发了用于运动控制应用的感应式非接触式位置传感器。该传感器旨在监控光学检查系统的精确运动，该系统测量航天飞机窗户中的缺陷。该技术已进行原型设计并成功进行了现场测试。其体积小、成本低、范围广和精度高，使其与用于类似应用的其他类型传感器相比具有明显的优势。 位置传感器用于一系列应用，并且有多种类型可根据应用需求量身定制。当前的非接触式感应传感器价格便宜但不精确。其他传感器类型——包括涡流传感器、电容传感器和光学/激光位置传感器——具有高精度，但更大、更昂贵，并且需要复杂的算法来操作。 与其他位置传感器相比，该技术精度高、体积小、价格便宜，并提供绝对位置。它可以在 20

爱达荷国家实验室的 Tanvir Tanim 博士和他的团队设计的锂离子电池可以在路边充电站充电 10 到 15 分钟。他们开发了一种机器学习算法，可以检测在这些条件下可能发生的不良锂镀层。 技术简介： 项目是如何开始的？ 博士。坦维尔·塔尼姆： 我们参与了 2017 年由能源部汽车技术办公室赞助的极速充电计划。目标是在锂离子电池中实现极速充电（XFC）——充电 10 到 15 分钟左右——基本上让电动汽车的充电体验媲美汽油车的加油体验。这是电动汽车消费者的主要考虑因素之一。 对于那个项目，我们以极快的充电速率测试了很多锂离子电池。当您以高速率为这些电池充电时，您会遇到许多问题——锂

RIA 15.06-2012 安全标准定义了四种协作机器人（cobot）操作方法，每种方法在制造操作中都有自己的位置。在这四个中，手引导似乎得到的关注最少。在安全标准中，第 5.10 节（协同操作要求）定义了使机器人在协同操作中发挥作用的必要条件，即符合以下一项或多项： 5.10.2 安全等级监控停机 5.10.3 手动引导 5.10.4 速度与间隔监控 5.10.5 固有设计或控制的功率和力限制 手动引导简单地说明设备（例如，手动引导手柄）将位于末端执行器或机器人工具附近，并且将具有紧急停止和启用装置（想想活人开关就像你想要的那样见示教器）。许多自动化用户将手动

为了开发具有先进紫外线（UV）检测功能的可穿戴设备，新加坡南洋理工大学的科学家们创造了一种新型的光传感器，它既灵活又高灵敏度。 虽然人眼看不见，但紫外线在我们的环境中围绕着我们，过度暴露会导致健康问题，包括皮肤癌和皮肤过早老化。紫外线的强度通常通过天气报告中的指数来报告。一种可穿戴设备，例如 T 恤或手表，可以监测全天的实际个人紫外线暴露量，对于寻求避免阳光伤害的人们来说，这将是一个有用且更准确的指南。 在他们的研究中，NTU 研究人员报告说，他们的柔性紫外光传感器的响应速度是现有传感器的 25 倍，灵敏度是现有传感器的 330 倍，超过了光电应用或基于光的电子设备所需的性能水平。 该团

硼是一种用途广泛的非金属元素，但直到最近五年，化学家才对二维 (2D) 含硼材料的有用特性和应用进行了理论研究。由筑波大学的研究人员领导的一个小组现在通过制备第一个可以逐层处理以控制其电子特性的二维单硫化硼 (BS) 纳米片，将理论变为现实。 二维材料固有的大表面积和多样的电子状态使其成为电池和其他设备应用的良好候选者。此外，将二维构建块组合到新材料中可以更好地控制其功能。先前的计算研究表明，BS 可以采用几种具有独特特性的稳定二维结构。因此，研究人员制造了一种 1:1 的硼：硫化物块体材料，该材料具有菱面体（三维菱形）晶体结构 (r-BS)，然后剥离了单个纳米层 (2D BS)，从而保持了

JILA 的科学家们已经将他们已有十年历史的频率梳式呼吸分析仪的灵敏度提高了一千倍，使其能够检测到更多的疾病生物标志物——现在有四个——有可能再检测六个。当经过验证并设计成便携式设计时，梳状系统可以提供对人体呼吸的实时、无创分析，以检测和监测疾病。 JILA 由美国国家标准与技术研究院 (NIST) 和科罗拉多大学博尔德分校共同运营。 JILA 系统通过测量激光频率梳来回穿过装入镜面玻璃管的呼吸样本时吸收的光的颜色和数量来“指纹”化学物质。最近的升级包括光谱分析从近红外到中红外波段的转变，其中更多的分子吸收光，以及光学涂层和其他几项技术的进步，以实现高达万亿分之一级的检测灵敏度. 如美国国

美国国家标准与技术研究院 (NIST) 的研究人员和合作者设计并测试了一种检测和计数晶体管缺陷的高灵敏度方法——这是半导体行业在为下一代设备开发新材料时迫切关注的问题。这些缺陷限制了晶体管和电路的性能，并可能影响产品的可靠性。 对于数字用途，典型的晶体管基本上是一个开关。当它打开时，电流从半导体的一侧流向另一侧；关闭它会停止电流。这些动作创建了数字信息的二进制 1 和 0。 晶体管性能主要取决于指定量的电流流动的可靠性。晶体管材料中的缺陷，例如不需要的“杂质”区域或化学键断裂，会中断流动并使其不稳定。这些缺陷可以在设备运行时立即或在一段时间内显现出来。多年来，科学家们已经找到了许多方法来对

人们很少以恒定的速度和单一的斜坡行走。我们在赶往下一个约会地点、捕捉人行横道信号或去公园闲逛时会改变速度。斜坡也一直在变化，无论我们是去远足还是爬上坡道进入建筑物。除了环境变量外，我们的行走方式还受性别、身高、年龄和肌肉力量的影响，有时还会受到神经或肌肉疾病（如中风或帕金森病）的影响。 这种人类和任务的可变性是设计可穿戴机器人以在现实世界条件下辅助或增强步行的主要挑战。迄今为止，为个人的步行定制可穿戴机器人辅助需要数小时的手动或自动调整——这对健康人来说是一项繁琐的任务，而对于老年人或临床患者来说往往是不可能的。 哈佛大学约翰 A. 保尔森工程与应用科学学院 (SEAS) 的研究人员开发了

随着计算机的加入，激光切割机迅速成为一种相对简单而强大的工具，通过软件控制可以切割金属、木材、纸张和塑料的机器。但是用户仍然面临着在视觉上相似的材料之间进行区分的困难。 一个团队创建了 SensiCut ，用于激光切割机的智能材料传感平台。与传统的、基于相机的方法很容易误认材料相比，SensiCut 使用深度学习和一种称为散斑传感的光学方法来识别材料，这是一种使用激光来感测表面微观结构的技术，只需一个图像感测添加物即可实现。开。 SensiCut 可以潜在地保护用户免受危险废物的侵害，提供特定材料的知识，建议进行细微的切割调整以获得更好的效果，甚至可以雕刻由多种材料组成的服装或手机壳等各

用于探测蛋白质结构的超灵敏生物传感器可以大大提高对人类和动物的多种疾病的诊断深度。其中包括阿尔茨海默病、慢性消耗性疾病和疯牛病——与蛋白质错误折叠有关的疾病。这种生物传感器还可以为开发新的药物化合物带来改进的技术。 石墨烯是一种由单层碳原子制成的材料，十多年前就被发现了。它以其惊人的特性吸引了研究人员，这些特性已在许多新应用中找到用途，包括为检测疾病创造更好的传感器。使用石墨烯改进生物传感器已经进行了重大尝试，但挑战在于其显着的单原子厚度。这意味着当它通过它照射时，它不会与光有效地相互作用。在诊断疾病时，光吸收和转化为局部电场对于检测少量分子至关重要。以前使用类似石墨烯纳米结构的研究仅表明光

研究人员创造了一种具有数字功能的纤维，能够在缝入衬衫后感知、存储、分析和推断活动。数字织物揭示了人体隐藏模式的背景，可用于身体机能监测、医学推理和早期疾病检测。 到目前为止，电子纤维一直是模拟的——携带连续的电信号——而不是数字的，其中离散的信息位可以以 0 和 1 进行编码和处理。新面料以数字方式存储和处理数据，为纺织品增加了新的信息内容维度，并允许对面料进行编程。 新纤维是通过将数百个方形硅微尺度数字芯片放入预制件中制成的，然后用于制造聚合物纤维。通过精确控制聚合物的流动，研究人员能够在长达数十米的芯片之间制造出一种具有连续电连接的纤维。纤维本身又细又柔韧，可以穿过针头，缝进织物，至少

智能扬声器已被证明擅长在家中监测某些医疗保健问题，包括检测心脏骤停或监测婴儿的呼吸。现在，扬声器可用于跟踪坐在扬声器前面的人的个人心跳的微小运动。 该系统在没有身体接触的情况下监测规律和不规律的心跳。它将扬声器发出的听不见的声音发送到房间，根据声音反射回扬声器的方式，它可以识别和监控个人心跳。由于心跳是胸部表面的微小运动，因此该系统使用机器学习来帮助说话者定位来自规则和不规则心跳的信号。在对健康参与者和住院心脏病患者进行测试时，智能扬声器检测到的心跳与标准心跳监测器检测到的心跳非常匹配。 虽然很多人都熟悉心率的概念，但医生对心律的评估更感兴趣。心率是心跳随时间变化的平均值，而心律则描述了心

工程师们开发了一种用于智能隐形眼镜的传感器系统和制造工艺。该传感器系统包含一个用于接收光学信息的光电探测器、一个用于诊断潜在角膜疾病的温度传感器和一个用于直接监测泪液中葡萄糖水平的葡萄糖传感器。 超薄传感器层不同于传统的智能隐形眼镜，传统的智能隐形眼镜具有刚性或体积传感器和夹在两个隐形眼镜层之间的电路芯片，并通过微流体传感通道与泪液接触。由于高检测灵敏度、良好的生物相容性和机械稳定性，新层可以安装在隐形眼镜上并保持与眼泪的直接接触。它也不会干扰眨眼或视力。 具有场效应晶体管的多功能隐形眼镜可以提供来自眼睛的多样化信号，结合先进的数据分析算法，为用户提供个性化、准确的医学分析。 利用传

金刚石砧细胞使科学家们能够在实验室设备的范围内重现极端现象，例如地幔深处的压碎压力，或实现只能由高压触发的化学反应。为了开发新的高性能材料，科学家们需要了解有用的特性，如磁性和强度，在如此恶劣的条件下是如何变化的。但通常，要以足够的灵敏度测量这些特性，需要一个能够承受金刚石砧室内部破碎力的传感器。通过将金刚石砧内的天然原子缺陷转化为微型量子传感器，科学家们开发了一种工具，可以为传统传感器无法进行的各种实验打开大门。 在原子水平上，钻石的坚固性归功于以四面体晶体结构结合在一起的碳原子。但是当钻石形成时，一些碳原子可能会被撞出它们的“晶格位置”，这是晶体结构中的一个空间，就像它们指定的停车位一样