利用类似自动驾驶汽车“看”世界的硬件，研究者开发系统能穿透云雾。用算法增强系统，基于单个光子运动重建三维隐藏场景。测试中系统成功重建1英寸泡沫遮挡的形状。对人眼而言，如透过墙壁看东西。 此技术互补其他能穿透微观屏障的视觉系统（医学应用），因更专注大尺度场景：如雾中重雨导航自动驾驶车、穿透朦胧大气的地球及其他行星表面卫星成像。 为穿透散射光环境，系统配对激光与超灵敏光子探测器，记录每一击中激光光子。激光扫描泡沫墙等遮挡物时，偶尔光子穿透泡沫、击中隐藏物体、再穿回泡沫到达探测器。算法支持软件利用这些少量光子——及其击中探测器的位置时间信息——重建隐藏物体3D形态。 这非首个穿透散射环境揭示隐藏物体

简单居家医疗测试由一组涂特种膜的硅芯片组成——一片检测血液药物，一片检测尿液蛋白指示感染，一片检测水中细菌等。加入待测体液，用智能手机拍照，专用App显示是否有问题。 低成本硅纳米结构薄膜有纳米级孔洞，比发丝细千倍。经适当表面涂层预处理，选择性捕获分子，使硅变暗，App检测到。 类似开发技术依赖配合智能手机的昂贵硬件。新系统用手机闪光灯作光源，研究者计划开发App处理所有数据以确认加液后膜仅变暗。 未来此类手机可替代花费数千美元的质谱系统。运输安全管理局（TSA）全国机场用质谱仪检测手拭子火药残留。 其他居家测试依赖颜色变化，这是单独化学反应引入更多误差空间。新系统用生物素-链霉亲和素蛋白分析

研究者开发新传感器，可实用低成本检测低浓度甲烷。测量甲烷排放泄漏对多行业重要，因甲烷导致全球变暖和空气污染。 农业和废弃物行业排放大量甲烷，对石油天然气行业亦关键，因环境和经济原因——天然气主要成分是甲烷。 普林斯顿大学和美国海军研究实验室研究者演示新气体传感器，用带间级联发光器件（ICLED）检测低至0.1 ppm甲烷浓度。ICLED是发中红外光的新型高功率LED。研究者望此最终开启低成本、精准、灵敏甲烷测量大门。传感器可更好理解畜牧奶场甲烷排放，实现气候危机更精准普适监测。 激光基传感器是甲烷检测金标准，但单价$10,000-$100,000。用激光传感器部署覆盖垃圾填埋场、石化设施、污水

听诊器用于诊断心肺产生的噪音。常规用法下，体表振动传至胸件膜再至用户鼓膜被感知为声音。声学听诊器相对廉价、可靠用数十年，但有缺点：心杂音诊断如心脏瓣膜功能评估，主观依赖医生经验。 开发出用雷达可靠检测诊断心音的程序。移动雷达设备可替代传统听诊器，固定雷达设备可实现患者生命体征永久非接触监测。 用六端口连续波雷达系统测量心跳引起的皮肤振动。雷达波照射物体表面并反射。物体移动时反射波相位变化，用此计算胸廓运动强度频率。区别于交通监测雷达，生物医学雷达系统可检测微米级运动变化，这是诊断微小异常（如关闭不全、狭窄、瓣膜闭合不全）的重要前提。 测试患者在休息、运动后等不同活动状态下检查，检测心音。雷达

人工耳蜗植入让重度听力损失者重获听力。听力学家基于用户输入调整设备，但非总易行。想想天生失聪儿童或痴呆老人。他们难以评估沟通听力效果，导致植入未最优适配其状况。 可行方案是基于脑波调整植入，脑波含人处理听到声音的信息。此客观测量可用脑电图（EEG）实现，在头部放置电极。但若植入体本身能记录脑波测量听力质量将更高效。 KU Leuven与制造商Cochlear对少数人体受试者研究首次证明这可行。“我们用实验性植入体，工作方式同普通植入体，但电子访问更易，”博士后Ben Somers说。“人工耳蜗含刺激听神经电极，声信号由此传至大脑。我们研究成功用这些植入电极记录声音引起的脑波。额外优势：精心选择

基于规则的系统似乎天然适合运行时验证（RV）/程序监控。从规范符号角度看，基于规则系统颇适合表达运行时验证社区常写的属性类型。规则系统编写的规范有操作风味，视角不同可视为劣势或优势。操作风味使规范比声明式时序逻辑或正则表达式长；但编写自然。掌握核心思想后，写规则如编程般直观。更声明式规范反而更难写对。此观察类似：用状态机表达非平凡属性比用时序逻辑公式或正则表达式更容易。 JPL探测器和航天器运行时产生遥测流。遥测流本质是事件序列，存储于地面持久内存日志。任务运营需自动化检查日志正确性。LogFire可用于检查日志。例如，LogFire让运营工程师自动确保探测器执行正确步骤。 LogFire读取

可植入传感器持续传输体内生命体征、物质或药物浓度信息的构想，长期吸引医学家和科学家。此类传感器能持续监测疾病进展和治疗成效。但至今植入式传感器不适合永久留体内，须数天或数周更换。一是植入排斥——身体识别传感器为异物；二是指示浓度变化的传感器颜色不稳定，随时间褪色。美因茨约翰内斯·古腾堡大学（JGU）科学家开发新型植入式传感器，可在体内运行数月。传感器基于色稳定金纳米颗粒，修饰特定分子受体。嵌入人工聚合物组织，纳米金植入皮下，通过颜色变化报告药物浓度变化。 Carsten Sönnichsen教授团队多年用金纳米颗粒作传感器在微流控细胞检测微量蛋白。金纳米颗粒充当光的微型天线，强吸收散射光，故呈

断裂测试驱动几乎所有结构组件的材料选择和设计考量。常规样品制备和I型断裂测试使用粘合铰链或加载块向试样表面施加剥离力。获取准确可重复结果常需大量返工，使现有方法对结构测试实验室昂贵耗时。 团队开发新断裂测试法：用台式钻孔夹具和旋转销块制备和加载试样。此法消除铰链和粘结剂样品制备，以极小成本和时间实现样品快速精准测试，远优于常规方法。 I型断裂测试样品制备方案拥有裂尖张开位移时自由旋转的载荷链。使用高强度耐腐蚀材料确保各种环境条件下测试耐用性和准确性。标准基础包的多配置选项允许不同材料构造和测试范围，适配大多数样品测试条件和应用。

氢气作为化石燃料清洁可再生替代品，是可持续能源未来一部分，已成现实。但对易燃性的残留担忧限制氢气作为电动汽车动力源的广泛应用。以往进步降低了风险，佐治亚大学新研究彻底消除此隐患。 氢能汽车加氢更快、续航更远，超越当今电池电动车。但氢能最后障碍之一是确保安全检测氢泄漏方法。 新研究记录了一种廉价、无火花、光学基氢传感器，比以往模型更灵敏、更快。 “目前大多数商用氢传感器检测活性材料与氢气相互作用时电子信号变化，可能因电火花诱发氢气点燃，”副教授Tho Nguyen说。“我方无火花光学氢传感器无电子器件参与检测氢气存在，过程更安全。” 氢能应用远超电动汽车，故阻燃技术至关重要。坚固氢泄漏检测和浓度

消费类电子设备使用增加及物联网新技术将增电子垃圾。为节约资源、最小化废弃物量，需更环保生产和更可持续生命周期。 研究者证明：借助工业相关生产方法，可生产主要基于天然材料的可持续显示器。使用后非电子垃圾，可堆肥。结合回收再利用，有助最小化或完全避免电子垃圾某些环境影响。 显示器基于初始有机材料电致变色效应。施加电压修饰光吸收，材料变色。电致变色显示器能耗低、组件架构简单，优于商用LED、LCD、E-paper显示器。另一优势：喷墨打印可定制、廉价、材料高效生产，且工艺适合高吞吐量扩展。 材料主要天然源或生物相容。明胶封装使显示器粘性柔韧，可直接贴皮肤佩戴。 显示器普遍适用短生命周期应用。如医疗诊

研究团队开发出具皮肤可比特性的软触觉传感器。指尖装载该传感器的机器人夹爪可完成稳抓易碎物、穿针引线等高难度任务。 人皮肤主要特征是感知剪切力——两物体接触时滑动的力。通过感知剪切力大小、方向及细微变化，皮肤作为反馈让我们调整手指稳稳抓持物体或调节抓握力度。 为模仿此特性，软触觉传感器采用类皮肤多层结构，顶层为约0.5毫米厚的柔性特制磁化薄膜。受外力时，可检测因薄膜变形引起的磁场变化。更重要的是，能自动将外力解耦分解为两分量：正向力（垂直于物体的力）和剪切力，分别精准测量。 此外，传感器具备另一人皮肤样特性：触觉“超分辨率”，能尽可能精准定位刺激位置。高效触觉超分辨率算法利用深度学习，使接触位置

增材制造优势巨大，但批量生产3D打印件的一致性和精度可能成问题。作为任何生产技术，制造的零件应尽可能一致，无论10件还是1000万件。 研究者开发广义线性模型（GLM）建模变异性并预测缺陷。该框架可扩展分析更多机器和工艺参数，为增材制造生产环境中的制造变异性核算提供实用工具。 该软件实现增材制造件快速自动测量——通常耗时昂贵。软件助力生产一致、精准、高性价比。 软件追踪增材制造件精度对制造打印机及件在打印机中位置的依赖。流程通过光学扫描技术测量零件并分析扫描数据。此分析让用户判断哪些零件精准，识别哪些打印机和设置产出最精准零件。

工程师创造四足软体机器人，无需任何电子器件即可工作。机器人仅需恒定压缩空气源，即可驱动包括控制和运动系统在内的所有功能。应用场景包括电子器件无法工作的环境，如MRI机器或矿井。软体机器人因易适应环境、在人旁安全运行而备受关注。 多数软体机器人虽由压缩空气驱动，但由电子电路控制。这需要电路板、阀门、泵等复杂组件，通常在机器人体外。这些构成机器人“大脑和神经系统”的组件通常笨重昂贵。相比之下，新机器人由轻量低成本气动电路控制，由车载管路和软阀组成。机器人可按指令行走，或响应环境感测信号。 阅读研究者问答 UCSD工程师Dylan Drotman向Tech Briefs讲述此类机器人用途，及其潜在不

研究者印制出含1000+有机电化学晶体管的完整集成电路。以约100微米线宽印刷电子电路对印刷技术要求极高。为解决此问题，团队开发出能印极细线的丝网印刷框网版及性能适配的印刷油墨。材料为聚合物PEDOT:PSS。 至少解决三大挑战：缩小电路尺寸、提高质量使电路中所有晶体管工作概率无限接近100%、解决与处理信号和环境通信所需硅基电路的集成。 印刷电路用于创建与传统硅基电子元件的接口。构建了多种基于有机电化学晶体管的印刷电路。其中移位寄存器可形成接口，处理硅基电路与传感器、显示器等其他电子元件间接触。结果得到接触点更少的硅芯片，面积更小、成本更低。 用于印细线的油墨开发和丝网印刷框改进，不仅促进微

全功能纳米机器人需电子电路、光伏、传感器、天线。但若需移动，必须能弯曲。研究者创造微米级形状记忆驱动器，使原子级薄二维材料在电压脉冲下自折叠成3D构型。材料弯曲后，即使移除电压也保持形状。 想象百万微制造微观机器人从晶圆释放，自折叠成形、爬离、执行任务，甚至组装成更复杂结构。机器人形状记忆驱动器能在电压驱动下弯曲并保持形状。 驱动器弯曲曲率半径小于1微米——比任何电压驱动驱动器高一个数量级。这种柔韧性重要，因为微观机器人制造基本原则：机器人尺寸取决于各附肢能折叠多小。弯曲越紧、折叠越小、每台机器占地越小。机器人能保持弯曲也重要，可最小化功耗——对微观机器人尤为有利。 器件由纳米级铂层覆钛或二

壁虎等动物头部太小，无法像人类靠宽间距双耳三角定位声源。它们头部有微小隧道，测量入射声波反弹方式判断方向。 开发出类似系统检测入射光角度，可让微型相机在无大镜头体积（常规确定光方向方式）情况下探测光源方向。这些微型探测器可记录光的颜色、极性、入射角等特性。更详细的光检测可支持无透镜相机、增强现实、机器人视觉进步，对自动驾驶汽车至关重要。 声源不在壁虎头顶正上方时，一侧鼓膜实质上窃取本应穿隧道传至另一侧的声波能量。这种推断帮壁虎判断声源方向。光电探测器模仿此结构：两根硅纳米线（各约100纳米直径）并排如壁虎鼓膜。间距极近，斜入射光波时，靠近光源的纳米线干扰波，投射阴影给邻线。最先检测光的纳米线输

远程感测光谱仪利用波长扫描激光发射捕获目标吸收光谱，测量土壤和/或气体。以往技术需组合多个固定波长激光检测单一物种，限制仪器范围和效力。 NASA戈达德开发出更快、宽调谐的单片光学参量振荡器用于激光光谱仪。该技术提供跨任意目标的连续可调谱光谱，增加仪器灵活性。此外仅用一个非线性晶体和振荡器泵浦源，大幅简化光谱仪系统。此技术提供更简快的可调谱激光且不失准。 NASA正积极寻找被许可方商业化此技术。请联系NASA许可礼宾：This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view

机器人专家旨在模仿自然生物实体的成就——移动、适应环境、感知等。除传统刚性机器人外，软体机器人领域近年兴起，利用柔性顺应材料比刚性材料更高效适应环境。为此，科学家致力于生物混合机器人或生物机器人研究。这些通常由肌肉组织（心肌或骨骼肌）和人工支架组成，能实现爬行、抓取、游泳。遗憾的是，现有生物机器人在移动性和力量上无法媲美自然实体。 研究者利用生物工程工具克服双重挑战。应用3D生物打印和工程设计，开发出厘米级生物机器人，能像鱼一样游泳和滑行，速度空前。关键在于利用基于肌肉细胞材料的自发收缩，搭配高度顺应的骨架。 研究者未采用刚性或系绳支架制备人工机器人，而是基于聚合物PDMS制造柔性蛇形弹簧，经

德克萨斯大学达拉斯分校David Lary博士领导研究团队，开发出一组自主机器人设备，可用于危险或难以到达的场所进行勘测和数据收集——提供比人类更多、更快的洞察。 Tech Briefs: 是什么启发您用多个自主设备收集全环境数据？ David Lary博士： 这有两部分。首先是驱动我的激情。我渴望全面整体感测，让人们远离危险，获得适当的可执行洞察以便及时决策。这是我的动力，但实际旅程始于近30年前博士阶段。 剑桥攻读博士时，发现臭氧洞的Joe Farman就在我身边。博士期间我开发了首个臭氧消耗三维全球模型，作为欧洲中期天气预报中心全球模型的化学插件。借此可进行臭氧相关化学全球模拟。显而易

告诉人们灭虫员用温度传感器消灭臭虫，会引发好奇追问。垃圾填埋场、昆虫实验室、香蕉催熟管理者利用传感器数据自动化优化运营，同样令人惊叹。 谈论传感器及其应用全景——从分析新冠疫苗储存温度到监测珍稀鱼场水温——这些听似奇特的应用，很大程度归功于成就物联网（IoT）的人们。 别错过快速演进的物联网传感器应用 从工程师到业务经理再到产线工人，皆可将创新传感器应用构想转化为强大物联网解决方案。许多物联网技术开发快、上市快、幕后运行，易被忽视。 传感器助力产业变革创新、精简业务关键活动，投资回报率高。几乎万物可测——温度、湿度、振动、压力、空气质量、用电、运动、水等。物联网传感器应用于预测性维护、现场服务