切纸艺术启发防滑涂层新思路 工程师们从日本切纸艺术（Kirigami）中汲取灵感，开发出一种增强摩擦力的材料，可涂覆在鞋底，大幅提升在冰面及其他湿滑表面上的抓地力。切纸艺术是折纸艺术的变体，涉及剪纸与折叠，研究团队利用该原理在塑料或金属薄片上制造出精细的尖刺阵列。这些薄片贴于鞋底，站立时保持平整，行走时尖刺会随自然动作弹出。 多种设计经实验验证 研究人员创建并测试了多种设计，包括方形、三角形、弧形等重复尖刺图案，并对每种形状的不同尺寸、排列方式进行了测试，材料涵盖塑料片与不锈钢。测试指标包括材料拉伸时尖刺弹出的刚度与角度，以及在冰面、木材、乙烯基地板、人造草坪等表面上的摩擦力表现。结果显示，

从 MIT 衍生的 RightHand Robotics 片拣机器人系统 对人类微不足道的“识别-抓取-放置”任务，对机器人需尖端机器智能与操纵技术。RightHand Robotics（马萨诸塞州萨默维尔，MIT 衍生）将机器智能与机器人操纵进步融入片拣系统：独特夹爪设计 + AI + 机器视觉，助企业分拣商品发货。 应对电商爆发与即时库存趋势 联合创始人 Lael Odhner：实体店顾客自选，网购则在履约中心由机器人完成等效操作——拾取单品、扫描、放入分拣器/传送带。每日数万订单、10 万+ SKU、10-20 个足球场大小设施、交付时限紧。RightHand 助企业应对电商爆发（疫情

抗辐射时钟源需求 需至少 300 krad 总电离剂量（TID）免疫的抗辐射晶体稳定时钟源。常规方案：点屏蔽商用现货件或置于屏蔽仓。主电子板（MEB）和读出电子学需在危险空间环境运行。遥感遥测要求读出电路与传感器共置，可任意距离数据处理电子分离。 本地时钟信号优势 本地产生时钟信号让读出电路自产时钟并传输数据至远端接收机。若有晶体稳定载波信号，读出电路可导出其整数分频时钟，用该时钟产生的数据调制载波。辐射硬化设计（RHBD）CMOS 晶体振荡器可直接用或分频后给应用电路供时钟。 电路设计创新 基于比较器的 Pierce 振荡器，用压电晶体提供精准稳定频率。不同于依赖至少一个反相器增益的经典

天然压电材料的局限与人造聚合物的突破 天然材料受电信号可大幅变形（如橡皮筋），实现电机能互转，称压电效应，用于传感器、激光电子等。但天然压电材料稀缺、硬脆晶体结构、常有毒——三大缺陷阻碍人类应用。人造聚合物解决稀缺性，创造可弯曲拉伸的软弹性体，但此前软弹性体缺乏显著压电属性。 巨柔性电效应：分子链重排提升性能 研究者在软弹性体中展示“巨柔性电效应”，可改善机器人运动范围，使自供电起搏器成为可能。理论在分子单元链重排层面建立软橡胶材料电-力耦合。软橡胶材料柔性电效应通常很弱，但重排分子链可使柔性电效应提升近 10⁴ 倍。含增强柔性电属性软弹性体的类人机器人可实现更大运动范围执行物理任务。植入心

Mercury Systems马萨诸塞州安多弗www.mrcy.com NASA 喷气推进实验室（JPL）为 NASA 地球表面矿物粉尘源调查任务（EMIT）选定 Mercury Systems 的固态数据记录器（SSDR）。

摩擦纳米发电机将运动转化为电能 廉价可穿戴传感器监测心率、体温、血糖代谢产物等，让健康监测前所未有。但电子设备需要电源。电池笨重、会耗尽。研究者开发利用人体运动产生的动能为无线可穿戴传感器供电。贴附皮肤的薄层三明治材料（特氟龙、铜、聚酰亚胺）随运动与滑动层（铜、聚酰亚胺）摩擦发电，即摩擦起电效应（如走地毯摸门把手的静电击）。 器件结构与工作模式 纳米发电机定子固定躯干，滑动子系于臂内侧。人体运动时滑动子摩擦定子产生电流。用商用柔性电路板制造。发电量小（100 m² 面积才能点亮 40W 灯泡），但可穿戴传感器功耗低，电容存储发电至足够读取传感器并经蓝牙发送手机。运动越多，传感器采集越频繁；久

晶圆位置阈值电压补偿实现全晶圆一致性 NASA 格伦中心开发方法校正硅碳化物（SiC）运算放大器因晶圆上芯片位置不同导致的晶体管阈值电压变化，改善恶劣环境传感器信号调理电路。系统级受益：安装在极热燃气轮机流道或核反应堆主冷却回路的传感器电路性能数据改进。 高温运放关键作用 传感器微伏信号需高温电子元件调理（滤波、放大、转换）以便数字化和智能控制。运放是信号放大关键。阈值电压补偿方案使晶圆上任意位置运放信号放大一致，将可靠信号调理扩展远超传统硅集成电路温度极限（仅 225°C），实现全 SiC 晶圆面可用芯片生产。 解决 SiC JFET 运放阈值电压空间变化 基于 SiC 结型场效应晶体管

区分衰老与 MS 相关步态变化的挑战 监测 50 岁以上成人多发性硬化（MS）相关步态问题进展具有挑战，临床医生需区分 MS 与衰老相关问题。研究者整合步态数据与机器学习，推进监测预测疾病进展工具。 研究方法与发现 MS 全球影响约 200 万人，步行问题常见，约半数患者 15 年内需助行。研究旨在辨析衰老与 MS 疾病相关变化的相互作用，在老年 MS 患者中区分两者。机器学习擅长发现复杂隐性表现变化。 用仪器化跑步机采集 20 名 MS 成人及 20 名年龄体重身高性别匹配非 MS 老年人步态数据（按体型人口统计学归一化）。舒适配速行走最长 75 秒，专用软件捕捉步态事件、地面反作用力、足

历史与定位 伍斯特理工学院（WPI）创立于 1865 年，是美国第三古老的私立理工大学。位于马萨诸塞州伍斯特市。WPI 跨学科研究领域涵盖组织工程与再生医学、网络安全技术与政策、消防员健康安全、绿色建筑消防安全等。 五大跨学科研究领域 健康与生物技术： 细胞生物学、再生生物科学、组织力学与机械生物学、生物物理学、疾病治疗、动物行为。 机器人与物联网： 医疗机器人、软体机器人、人机交互、无人机。拥有 6 英尺高 Atlas 人形机器人 WARNER（DARPA 机器人挑战赛参赛作品）。研究车辆安全、经济、环保；网络物理系统促进人与工程系统交互。 先进材料与制造： 新材料开发（含仿生材料）、传

通信接口：传感器（神经）与控制器（大脑）的关键链路 种类繁多的通信技术提供此链路，通常针对特定控制系统定制功能。本文综述运动控制常用通信技术。 特殊场景的专用方案 增量编码器输出连续脉冲流（每转固定角度一个脉冲），擅长速度控制（控制器从脉冲间隔算转速）。常输出 A、B 两路 90° 相位差信号判方向，部分输出 Z 信号（每转一个参考点）。点对点专用电缆连接，差分信号经双绞线传输，导体对数随信号数（A、B、Z）定。输出驱动需兼容控制器接口：推挽（HTL）或 RS-422（TTL）常用，规定信号电压。 绝对位置传感器 聚焦绝对位置传感器（编码器、倾角仪）。瞬时上报测量位置：模拟量（电压/电流）

分步制造工艺攻克高温工艺与柔性基底不兼容难题 超薄柔性电路多年目标，微型化障碍限制高性能。斯坦福大学发明制造技术，产出通道长度 <100 nm 原子级薄膜晶体管，比以往小数倍。使“柔性电子”更近现实：可弯曲、塑形、能效高的电路可穿戴或植入人体执行健康任务，也利于万物互联。 二维半导体优势与挑战 二维半导体（如 MoS₂）纳米级仍保优异机电性能，优于硅/有机材料。但形成需高温（CVD 生长 MoS₂ 需 850°C），柔性聚酰亚胺基底 360°C 变形、高温分解。 刚性衬底先制造再转移 解决方案：先在刚性硅/玻璃衬底上用成熟纳米图案技术制造关键结构（MoS₂ 薄膜、金纳米电极），冷却后转移至

捕捉抓握气球与烧杯的压力差异 MIT 工程师设计触觉手套，内部传感器系统检测测量映射微小压力变化。传感器高灵敏捕捉皮肤微弱振动（如脉搏）。受试者戴手套抓气球与烧杯，生成各自特定压力图：气球掌部压力均匀，烧杯指尖压力更强。 传感原理：以汗液离子替代传统介质层 常规电容式湿度传感器用橡胶介质层吸附水分离子改变电容。团队用人体汗液离子（钠、氯）作介质替代：两薄平行电极置于皮肤上形成电路，压力致皮肤水分离子聚集改变电容。为提高灵敏度，感应电极底面覆盖微弯导电微柱（微柱），局部压力致微柱弯曲聚集离子，精确测量度位。制造米粒大小电极衬数千金微柱，准确测微柱群弯曲度。指尖贴片测试显示高灵敏：捕捉脉搏同周期

单晶体管实现神经元与突触协同集成 韩国科学技术院（KAIST）研究者利用标准硅 CMOS 工艺，在 8 英寸晶圆上协同集成单晶体管神经元和突触，制造脑启发高可扩展神经形态硬件。神经形态硬件模拟人脑超低功耗运行 AI 功能备受关注。生物大脑约 10¹¹ 神经元、10¹⁴ 突触，数字/模拟电路实现神经元突触面积大、成本高，限制移动端和 IoT 应用。 单晶体管“雅努斯结构”双功能 团队以单晶体管模拟生物神经元和突触行为并协同集成。制造的神经形态晶体管结构与现产存储/逻辑晶体管相同。首次证明可实现“雅努斯结构”（如硬币正反面）同时充当神经元和突触。Choi 教授：用单晶体管替代复杂电路大幅降低硬件

微米级压力映射手套 MIT 新型传感器检测指尖微小快速压力变化。缝入丝绸手套的钉状组件为医生创建有价值压力图谱。发明者称高灵敏度传感器捕捉皮肤细微振动，生成特定压力图，未来可支持从脉搏监测到运动功能恢复的多种辅助。团队设想集成至触觉手套及柔性贴片追踪心率、血压等生命体征。 如何制作压力图 手套内衬米粒大小探测器映射细微压力变化。抓气球产生均匀掌部压力信号，握烧杯则指尖压力更强。计划识别写字、拿取家居物品等任务压力模式。触觉辅助可帮运动功能障碍患者校准强化手部灵巧度和握力。Fang 教授：精细运动技能不仅需知如何操作物体，还需知施力多少；手套能提供对照组与中风/神经疾病康复者握力的更准确测量。

从噪音问题发现热管理新方案 英国 D2H Advanced Technologies 解决 EV 快充噪音问题（高压冷却泵噪音），转而攻关锂离子电池热需求。客户含 McLaren、Chevrolet Racing、Formula E。与特种化学公司 Croda 合作。 沉浸式介电冷却液的关键优势 2019 年起研发，建 32 电芯模块测试多种冷却方案（沉浸式、冷板式），CFD 关联验证。Croda 介电流体沉浸冷却被确认为答案：降低泵功率，尤其快充时。整个电池浸没于不导电冷却液，显著降低峰值电芯温度，支持更高 C 倍率充电，减小电芯内温差，延长电池包寿命。介电流体比热容仅水乙二醇一半，但通过

全天然材料 3D 打印超级电容器 数据传输微器件激增，电池环境负担重。研究者开发可生物降解微型超级电容器：碳、纤维素、甘油、食盐，改装商用 3D 打印机制造。喷头挤出纤维素纳米纤维/纳米晶体、碳黑/石墨/活性炭，以甘油、水、两种醇、食盐（离子电导）液化。 四层三明治结构 柔性基底、导电层、电极、电解质四层依次打印，折叠成三明治（电解质居中）。可供电子时钟运行数小时，耐数千次充放电、多年储存、耐冻耐压耐冲击。报废可堆肥或弃置自然，两月解体仅剩少量碳颗粒。 应用前景 凝胶材料环保可再生，内部化学性质赋予多功能性。超级电容器可成物联网关键组件：电磁场短时充电，为传感器/微发射器供电数小时。如运输

什么是图像残留 固定图像长时间显示后，其微弱轮廓会在屏幕上残留一段时间才消失。常见于 LCD 和等离子屏，本文聚焦 TFT LCD。又称“图像持久”、“鬼影”或“烧屏”。 LCD 结构与工作原理 液晶层夹在两块带透明电极（ITO）玻璃基板间，两侧各有偏振片。偏振片只透特定偏振光。无自发光，需背光（LED/CCFL）。彩屏加 RGB 滤光层，可加触控面板。TN 型液晶无电场时扭转 90°，光经第一偏振片偏振后随液晶扭转，到第二偏振片被挡住显黑；施加电场液晶解扭，光直透第二偏振片显亮。用电场而非电流，功耗低。 图像残留成因 液晶材料内离子杂质累积。微弱直流电压下，带电杂质移向电极形成反向电压场

拓扑光子学：控制光的形状与流向 USC Mercedeh Khajavikhan 团队设计新型结构改变光传输形状。结合拓扑物理（诺奖得主 Duncan Haldane 奠基）与光子学，工程化前所未见的光结构。设计流程：拓扑物理构思 → 仿真交互 → 单元设计 → 阵列排布 → 纳米制造（<0.25 mm²）。独特结构赋予光新形状，带来更纯激光、更高效率。 光泵浦实现拓扑特性开关控制 拓扑材料难在“开/关”间切换。团队引入光子学“光泵浦”技术，赋予拓扑特性可控开关能力。控制光何时、如何流经系统至关重要。 展望 发现开启拓扑系统研究新途径，计划设计更多改变全息屏幕、高功率激光等行业面貌的器件。

微天线角度编码颜色大幅提升存储密度与读取速度 莫尔斯码沿用 1830 年代点划制，难应对海量数据存取。普渡大学以微小天线角度位置编码信息，映射为颜色解码，存储容量仅受传感器分辨率限制。读取时四传感器并行读取各自偏振光，速度远超单传感器读点划。 兼容现有光盘制造流程 大多数 CD/DVD/Blu-Ray 为压制非重写，属一次性冷存储，档案寿命长、随机访问快。新技术原理相似：演示样品用电子束光刻“烧录”，量产可用可扩展压制工艺复制。团队寻求产业合作推进安全标签、密码学应用。 联系人：Alexander Kildishev 教授。

超薄全息气体报警贴片 工厂毒气泄漏、锅炉一氧化碳泄漏、井下作业窒息等事故频发。研发团队开发低成本、超紧凑、可穿戴全息传感器，检测到挥发性气体即刻以全息影像报警。 超表面与液晶光调制器结合 集成超表面（通过控制折射率实现“隐身斗篷”效应、自由控光传输双向全息/3D 视频）与气体响应液晶光调制器。气体接触改变液晶分子取向，偏振态变化，几秒内在空间浮现全息报警图像。无需外部机械/电子器件支持，区别于传统商用气体传感器。 验证与制造 以异丙醇（200 ppm 可检测）为靶标气体。实验中靠近白板笔（挥发源）即刻弹出全息报警。开发一步纳米复合印刷法，在弯曲/柔性基底单步纳米铸造超表面，制成贴纸状柔性传