研究人员开发利用无线电信号创建隐藏/移动物体实时图像视频的方法。系统支持绕拐角、穿墙实时成像,及远距离追踪毫米级太空碎片(20,000英里/小时)——均为站立距离探测。 技术原理:多发射单接收m-Widar 成像法为雷达变体:雷达发电磁脉冲等待反射测往返时间定距离。多站雷达通常一发射多接收三角定位。新方法m-Widar用多发射单接收。 团队在消声室演示:12部手机等效发射功率穿石膏板成像10米(30英尺)外移动人员3D场景。当前系统潜在范围达数公里,改进后可更远,仅受发射功率接收灵敏度限制。 瞬态渲染重构算法 基础技术为计算成像中瞬态渲染,自2008年起作图像重构工具。核心思想:用少量信号测量
玻璃成型长期依赖熔融、研磨、蚀刻等工艺:技术老旧、高能耗、可实现形状严重受限。研究人员开发新工艺:利用注塑成型轻松、快速、几乎任意形状成型玻璃。该工艺融合聚合物与玻璃加工,有效以玻璃替代大批量产品与复杂聚合物结构组件。 注塑成型是塑料工业最重要工艺,实现几乎任意形状尺寸组件快速低成本生产。透明玻璃此前无法用此工艺。新“Glassomer”注塑技术从特种颗粒料出发,可在130°C高通量注塑成型玻璃。注塑部件经热处理转化为玻璃——结果为纯石英玻璃。工艺能耗低于传统玻璃熔融,能效更高。成型玻璃组件表面质量高,免去抛光等后处理步骤。 Glassomer玻璃注塑技术实现的设计应用范围广:数据技术、太阳能
背景 SARS-CoV-2病毒致COVID-19仍是公共卫生重大威胁。佩戴口罩是防感染一步;新口罩还能诊断佩戴者是否感染COVID-19。 核心技术:冻干细胞机制嵌入合成织物 按钮激活口罩嵌微型一次性传感器,可装入其他口罩、改造检测其他病毒。90分钟出结果,准确度媲美标准核酸诊断测试(如PCR)。传感器基于此前为埃博拉、寨卡病毒纸质诊断开发的冻干细胞机制。筛选织物找最兼容材料:聚酯与其他合成纤维组合最佳。制可穿戴传感器将冻干成分嵌入小块合成织物。少量含病毒颗粒液体溅湿水化冻干成分激活传感器。传感器可设计产生不同信号:肉眼可见变色、荧光/发光信号(手持光谱仪读取或无线传输移动设备)。 研发机构
当前主导产生超快激光脉冲被动法为半导体可饱和吸收体镜(SESAMs)。此类被动模式锁定器虽成果卓越但制造难、昂贵、带宽受限。相反,石墨烯基可饱和吸收体制造更易,具更宽带宽、更低饱和强度、可调调制深度、超快恢复时间、更高光损伤阈值等优势,可产生更高能量。 开发将石墨烯转移至合适光学基底及光纤端面工艺:用低压化学气相沉积(LPCVD)生长大面积石墨烯。另开发同一基底沉积多层石墨烯工艺。利用新工艺制备单层及多层石墨烯可饱和吸收体。 用石墨烯作可饱和吸收体开发石墨烯基模式锁定激光发射器,演示高能量(10s nJ)、百兆赫兹量级重频飞秒脉冲。此工作也催生其他新型光子器件。除激光发射器应用,可饱和吸收体可
廉价便捷硅胶腕带作为被动采样器可产出定量空气质量数据,对易感期(如妊娠)极具吸引力。腕带能以类似主动采样模式结合小分子半挥发性多环芳烃(PAHs)——天然存在于煤、原油、汽油,燃烧煤/油/气/木/垃圾/烟草产生——这一化学物类别。 研究量化孕妇PAHs暴露:参与者背带空气采样设备背包,背包带系硅胶腕带。三个非连续24小时后分析设备与腕带PAHs。对比发现腕带结果与传统方法相似。硅胶腕带作被动采样器可用于半挥发性PAHs研究。腕带已检测多污染物但定量仍是挑战。团队发现低分子量化合物检测模式相似,腕带系背包带是评估腕带量化空气PAHs条件的良好采样设计。结果支持腕带作被动采样器有助未来研究评估产前
NASA兰利研究中心开发仪器测量弯曲/不规则表面低污染水平。仪器具独特能力:识别量化污染、同时分析多表面。该信息提供表面洁净度分析,为轻量化飞机等应用中更可靠胶粘接提供依据。 仪器向表面导向紫外(UV)辐射产生微弱电流,测量短时段内电流变化。通过分析电流,可确定表面污染水平并识别污染物种类。 NASA正积极寻找被许可方商业化此技术。请联系NASA许可礼宾部:需启用JavaScript查看邮箱,或致电202-358-7432启动许可讨论。更多信息请访问 这里.
电液伺服阀基础易懂——电控阀控制液压油如何送往执行器。但为高效有效应用于液压系统,设计师须考量多因素。本文探讨应用电液伺服阀的七大关键设计考量。 1. 开关阀 vs 比例阀 开关阀是液压系统开/关开关,用于不需精确位置/速度控制场景。比例阀提供液压系统流量可变控制。用于超标准方向控制阀需更多控制场景。风机变桨控制、木材加工、机床、金属成形等需可变流量控制场景比例阀大显身手。若需特定时序/定位,选比例阀。 2. 内置电子 vs 外置电子 选内置/外置电子阀需深度评估应用。内置电子通常将控制局部化至阀、简化控制器布线。外置电子常用于高振动高温降低电子性能区域。驱动外置电子阀需可配置自定义参数(所需
铁路网是印度交通骨干,连接偏远村镇与大城市。政府近年旨在2030年前全面翻新现代化网络,过去两年带来诸多变革。技术层面两大看点:引入电力/太阳能列车,运营提速从100 km/h至160-220 km/h。支持计划需改造现有基础设施组件:架空接触网(OHE)含接触网/导线及受电弓组件。 Raychem RPG能源解决方案提供商,专团队致力满足演进铁路网挑战性需求。Ishant Jain领衔科研团队用多物理场仿真优化自动张紧装置(ATD)与模块化悬臂(MC)——OHE最关键两组件。 守护铁路OHE线路:张力控制与结构支撑 电力铁路全程架空线供电,受电弓(机车顶部集电装置)取电。ATD(图1左)提供
1901年Ransom E. Olds获连续移动装配线专利造首批Oldsmobile;1913年Henry Ford加装移动传送带,汽车组装从1.5天缩至1.5小时,现代装配工厂诞生。四十年间从收音机到剃须刀、时钟到婴儿床、钉子到报纸众行业采用。二战美军用流水线造30万飞机。流水线成全球制造业支柱,仍是大规模供货主方式。 工具机械是生产线最关键部分。1950年代设备可靠性成运营重点:单机故障致全线停工,闲置机器组装工降效增本。维护变关键。20世纪下半叶多为计划周期性维护,提升可靠寿命但无法预测规避故障非计划停机。过去二十年机器状态监测成工厂运营重要部分,亦称智能工厂、工业物联网(IIoT)、工
涡流位移传感器属感应位移传感器类,极适配工业应用。区别于传统感应传感器,其测量原理既适用非铁磁材料(如铝)也适用铁磁材料(如钢)。专为非接触无磨损测量位移、距离、位置、振荡、振动、厚度设计,理想适配机器系统监测——即使压力、污垢、温度波动等恶劣工业环境下亦能测量。 典型用于高精度要求且其他传感器无法应对环境的场景。光学传感器受测量间隙灰尘、高温影响;传统感应位移传感器用铁氧体芯,线性误差较大、频响较低,精度随环境温度波动下降。 仅导电金属靶标(无论铁磁/非铁磁)可被涡流传感器测量。非导电材料对涡流测量系统不可见,不影响结果。因此可透过塑料、油测量金属物体,实现油隙测量、导塑料薄膜辊筒距离测量等
无线IoT感测设备可部署于人体、设备、基础设施、环境于/在/附近,赋予我们应对21世纪最紧迫挑战的新工具:气候变化、清洁能源、食品安全、首要的是老龄化人口健康福祉。但须解决“IoT供电”缺口:方案需靠比IoT设备寿命更长的电池运行。 本文探讨能量采集(EH)供电方案对IoT的关键贡献。未来几年可部署万亿传感器,绝大多数为超低功耗(ULP)无线型,也是EH最佳候选——EH可补充外部供电或独立供电。 成本视角:全生命周期成本重塑EH价值 EH主要增值在于在消费点捕获环境能量提供/补充系统能量。EH实施成败(特别是全生命周期成本)高度依赖回本计算方式。例如,为EH能力增加$3-5物料成本对比批量$0
为探究5G移动宽带对IoT/IIoT影响,笔者采访了Oracle物联网与区块链应用开发副总裁Jai Suri及航空航天顾问嵌入式系统架构师Mike Anderson。两人均认为:情况复杂。 “5G核心设计面向IoT用例,而4G及早期标准主要针对语音数据传输。4G/LTE实现快速下载流媒体,5G将带来超高速、低时延通信及每平方公里百万级设备连接能力,”Suri表示。 关键澄清:5G非单一频率 “5G”指第五代无线移动宽带通信而非频率,覆盖三大频段: 低频段:600–850 MHz,略超4G 中频段:2.5–3.7 GHz 高频段:25–39 GHz,即毫米波,提供极致性能 5G在IIoT中的
有害气体数量激增对人类及众多行业工人构成严重威胁,来源涵盖天然与人为:化工、石油炼制、石材、塑料、食品加工等。因泄漏环境风险,必须建立安全程序保护环境与工人。不同气体探测器用于检测一氧化碳、硫化氢、亚硫酰氯、磷化氢、亚硝酰氯等常见污染物。 催化传感器:百年技术的优劣 佩利斯特/催化珠(CB)传感器近百年历史,可响应氢气、氧气、硫化氢、甲烷、丁烷、丙烷、一氧化碳等可燃气。双珠设计:主动珠涂催化剂降低周围气体着火温度,燃烧升温产生与参考珠温差,电阻随气体种类浓度变化。作为惠斯通电桥一臂,电阻变化输出电压信号。单一气体检测快准,但易受硅烷、铅化合物毒化;多气体检测若单一气体校准易对其他气体误报。校准
未来制造工厂将部署极易用、安全、灵活、经济的自动化,由AI与标准化软硬件接口支撑。推动这一变革的关键技术当前已就绪,源于制造业自身需求,勾勒出制造自动化未来图景。 制造视角:劳动力危机与定制化需求倒逼自动化 制造业面临长期技能/非技能劳动力危机。德勤与制造业研究院研究显示,仅美国到2030年可能有210万制造岗位空缺,造成1万亿美元经济损失。全球同此模式,驱动自动化采用增长。德勤2021全球韧性报告显示,57%制造受访者已用先进技术重新设计工作任务,包括自动化原手工任务。 同时电商繁荣推高产品需求,客户需求向高度定制化转变,驱动需快速易重编程部署的柔性自动化。高混合/低批量生产趋势已现且将持续
研究人员利用二维混合金属卤化物构建器件,通过自旋电子学方案实现太赫兹辐射的方向控制。该器件信号效率优于传统太赫兹发生器,且更薄、更轻、制造成本更低。 太赫兹技术瓶颈与自旋电子学突破 太赫兹(THz)处于微波与光波之间(100 GHz–10 THz),在超高速计算通信、灵敏检测等领域极具潜力,但受限于尺寸、成本、能量转换效率难以可靠器件化。北卡罗来纳州立大学物理助理教授Dali Sun表示:“理想THz器件应轻量、低成本、鲁棒,现有材料难达标。我们发现常用于太阳能电池二极管的二维混合金属卤化物结合自旋电子学,可满足多项需求。” 该材料为商业化合成混合半导体:丁铵碘化铅。自旋电子学指控制电子自旋而
测量神经电活动虽在多学科极具价值,但制造耐用且副作用可忽略的神经接口脑植入芯片极具挑战。韩国科学家现开发出柔性多功能神经接口,不仅能实时记录局部脑活动,还能通过创新微流体通道持续输送药物,降低组织对芯片的排斥反应,有望广泛应用于神经科学与神经医学。 突破传统刚性植入局限 头皮电极脑电图(EEG)虽推动脑认知研究数十年,但直接从脑内获取日常生活中的神经信号(神经接口设备)将把神经科学推向新高度。主要障碍在于:电极接触神经材料及连接器需兼具柔韧与耐久以承受体内恶劣环境;生物排斥反应(如炎症)会随时间降解电极电性能。若能在电极-脑接触处局部给抗炎药将如何? 柔性3D架构集成微针阵列与微流体 研究团队
将超薄材料薄膜逐层堆叠可创造具有全新特性的材料,但现有最成功的堆叠工艺繁琐不完美,难以规模化生产。斯坦福大学Hemamala Karunadasa教授团队现开发出一种更简便快捷的方法:在大晶体中自组装生长二维钙钛矿层与其他薄层材料交替堆叠的结构。 水溶液中的“分子哑铃”导向自组装 组装过程在小瓶中进行:各层化学成分随哑铃形分子在水中翻滚。哑铃两端各携带一种层的生长模板。随着结晶过程(类似制作冰糖葫芦),哑铃自动按正确顺序连接各层。 “我们不再逐层操控材料,而是将离子投入水中任其自组装,”Karunadasa解释,“可制备克级材料,且精确掌握晶体中原子位置。这种精度让我们洞悉层间界面真实结构,这
近年来,医疗感测技术取得长足进步,可穿戴设备已能追踪脉搏、大脑功能、汗液生物标志物等。然而,现有可穿戴压力传感器存在一个核心痛点:哪怕极微小的压力——如紧身长袖衬衫覆盖传感器——都会干扰其准确性。 德州工程师团队攻克了困扰该领域多年的难题,首创混合感测方案,使设备同时具备当前主流两类传感器(压电电容式与压电电阻式)的特性。 “柔性压力传感器领域竞争激烈,二十年来因无法解决压力耐受与灵敏度的权衡而陷入瓶颈,”德州大学奥斯汀分校航空航天工程与工程力学系副教授Nanshu Lu表示,“这是首款利用混合模式在承受压力时不显著衰减灵敏度的传感器。” 技术原理:混合感测架构 当前软性压力传感器通常由三层结
一种称为计算机断层扫描(CT)的检测技术利用X射线三维评估物体。 第三个维度很有价值,让制造商获得体积数据有效看清物体内部。 CT方法无损揭示电池等物体内部细节。 计算机断层扫描提供样品全程X射线吸收3D图谱。旋转物体360度,CT系统从每个角度接收2D投影图像。二维片段重建为3D体积。 计算重建算法从2D射线照片创建横截面切片堆叠,使CT用户可视化、分析、测量表面和内部结构——如电池安全阀或隔膜等组件。 看这电动牙刷内部AA电池,例如。 Avonix Imaging枫林市明尼苏达州检测制造商X射线/CT系统业务发展经理Chris Peitsch在本月《Tech Briefs》受众现场演讲中
隔离早期,诺特丹大学教授、机器人工程师Yasemin Ozkan-Aydin利用居家时间组装机器人。 Ozkan-Aydin开发协作腿部系统,作为团队在复杂地形机动。 为在粗糙地形和狭窄空间移动,Ozkan-Aydin提出机器人物理连接可增强机动性。如果单个机器人无法独自移动物体,为何不让机器人形成更大多足系统完成任务? 这正是蚂蚁所做。 “蚂蚁收集运输物体时,若一只遇到障碍,群体协作克服。如路径有间隙,它们用身体搭桥让其他蚂蚁通过——这是本研究灵感,”Ozkan-Aydin在近期新闻稿中说。“通过机器人技术,我们能更好理解这些生物系统动力学和集体行为,探索未来如何使用此类技术。” 用3D打印
传感器