研究人员开发系统用于高效低成本监测机器健康，含整体质量、状况、运行状态。 创新用基于音频人工智能技术监测工厂、医院等地机器整体状况。系统用听诊器式传感器，用神经网络框架分析数据。 方案用医生听诊评估身体初始状况或专家听机器声响知晓状况概念。人工智能训练机器广泛声音范围，自主确定机器或工艺许多方面。 系统无需喂训练集即可检测异常，比加速度计或声发射传感器更易更具成本效益。技术设计用机器内部声音确定机器状态、评估工艺状况、诊断机器状况、预测机器故障。 因仅用声音，可用于多种不同应用。单一低成本传感器服务多用途，解决当前大多数方案高度定制特定问题挑战。

工程师开发加热器——约药丸大小——通过诊断测试不同阶段调节生物样本温度。此技术可使全球资源匮乏地区无需专业培训或昂贵实验室设备即可检测传染病。 典型传染病原体诊断测试涉及多温度调节步骤。控温能力对测试结果准确性至关重要，在无法接触大型研究设施地区尤重要。微型加热器可用于各种场景检测病毒，无需电力。 加热器片外部由非反应性丙烯酸模具封装锂，锂为电池常见反应性元素。溶于水时，反应性锂与溶液反应释放热和氢气。导致温度持续升高较长时间。 温度曲线重现性由恒定气体释放控制，取决于锂模具形状。测试圆形三角形等多种锂模具形状后，直径8毫米星形最理想精准加热。 将多步骤整合单片也意味操作诊断测试无需专业培训，

检测皮肤癌，皮肤科医生依赖放大镜检查可疑斑痕和手术刀切组织分析。70%以上活检呈阴性，数百万健康患者经历痛苦、昂贵、不必要程序。 用手机和机场安检扫描仪用的短波射线，开发技术检测皮肤病变并判断癌变或良性——技术最终可整合进手持设备，无需手术刀快速诊断皮肤癌。 技术用毫米波辐射，穿透某些材料反射其他。正如金属反射能量多于人体，癌肿反射校准能量多于健康皮肤，通过寻找反射率热点识别病变组织。 定制天线生成活检组织高分辨率图像；微小肿瘤测绘准确度媲美实验室测试。癌细胞反射校准能量比健康组织多约40%，显示毫米波反射率是癌变组织可靠标记。设备可直接用于皮肤，基于个别反射率特征对包括致命黑色素瘤在内特定皮

适用人群 听障人士可用SoundWatch体验需行动声音，如微波炉蜂鸣或救护车警笛，或增强体验如听鸟鸣瀑布声。 功能 智能手表提供私密方式获取周围环境通知，如来电或健康提醒。SoundWatch是为听障人士设计智能手表应用，拾取用户智能手表声音、识别后发送友好振动和声音信息。因智能手表存储处理能力有限，研究人员需系统不耗电池且快速准确。手表发送声音至处理能力更强设备——用户手机——分类。手机分类声音发回手表不仅省时，也保护用户隐私，因声音仅在用户自有设备间传输。另一重点开发从背景噪音中提取特定声音并识别警笛等声音来向方法。 地点 华盛顿大学，西雅图 原因 人们发现应用有用让他们知晓是否有需注

激素皮质醇自然日间波动，压力下飙升，但当前测量皮质醇水平方法需等待数天实验室结果。人得知皮质醇测试结果时——可能为某些疾病治疗提供依据——结果可能已不同于采样时。 创建弹性贴片，直接贴皮肤吸汗评估人体皮质醇产生量。提供无创连续监测多种生理状况生物标志物，助早期疾病检测和运动表现评估。 测量皮质醇临床测试为研究对象情绪或身体压力提供客观量表，帮医生判断患者肾上腺或垂体功能正常。新设备允许失衡者居家自监测。也可揭示幼童——甚至非语言儿童——情绪状态，他们可能无法表达压力感受。 弹性矩形传感器围绕专门仅结合皮质醇膜构建。贴皮肤，通过贴片底部小孔被动吸汗。汗液汇聚储液池，顶部为皮质醇敏感膜。汗液中钠钾

研究人员创建手持设备原型测量癌症生物标志物。设备工作原理类似糖尿病患者监测血糖仪，可用于医疗诊所或家庭，无需实验室工作，极大简化血液癌症特征检测流程。 用户将一滴血混入反应液小瓶，将混合物滴在试条插入读取器。几分钟内，设备测量指示癌症程度抗原。原型设计监测前列腺特异性抗原（PSA），技术易适配测量其他标志物，视癌症类型或其他慢性病而定。 家庭获取此类信息能力将让患者日常生活更轻松，同时生成准确、可共享、最新结果指导医生制定护理治疗——且降低医疗系统成本。设备也允许患者治疗后继续监测健康。 设备使监测更易获得，减少患者离家提供血样次数。因设备比常规技术更易用、用户友好，患者更愿意使用，可改善临床

团队开发方法赋予驱动机器学习应用计算机芯片更强处理能力，用房漆常见材料在模拟存储器件创建氧空位，实现高能效机器推理操作。材料二氧化钛是房漆常用材料。是氧化物，意味已含氧。移除部分氧创建氧空位使材料导电。这些氧空位现可存储电数据，给几乎任何设备更多计算能力。 团队将二氧化钛涂层芯片加热至302°F（150°C）以上，用电化学分离部分氧分子创建空位。 目前计算机一般将数据存一处、另一处处理。意味计算机须持续传输数据浪费能源算力。新方法使处理和存储同一位置可预测可重复方式进行。 氧空位用法可助机器学习克服当前阻碍大障碍：功耗。自动驾驶车辆例，驾驶决策消耗大量能量处理所有输入。若计算机芯片有替代材料，

基于二氧化锰新超级电容器可结合电池存储容量与其他超级电容器高功率快充。结合二氧化锰与钴锰氧化物形成异质结构，可调节界面性质。 团队从模拟开始看二氧化锰性质与其他材料耦合如何变化。耦合半导体时发现形成低电阻导电界面，利于电子离子传输。这重要因否则材料充电慢。 正极用二氧化锰与钴锰氧化物结合，负极用氧化石墨烯形式，产生高能量密度、卓越功率密度、优异循环稳定性不对称超级电容器。 通过扩大横向尺寸和厚度，材料有潜力用于电动汽车。下一步调节半导体导电层交界界面获更好性能。团队将超级电容器加入已开发柔性可穿戴电子和传感器作能量供应或直接自供电传感器。

研究人员开发微型超导温度计，测量1开尔文以下（-272.15°C或-457.87°F）温度，低至50毫开尔文（mK）潜在5 mK。比传统低温温度计更小、更快、更便捷，用于芯片级器件且可量产。 尺寸2.5×1.15毫米，温度计可嵌入或粘贴另一低温微波器件，芯片安装时测量其温度。温度计用于演示超导微波放大器加热快速准确测量。 温度计允许研究人员在测试封装中以极低成本测量广泛组件温度，无需引入大量额外电气连接。有潜力惠及量子计算或各领域使用低温传感器研究者。 温度计由涂二氧化硅超导铌谐振器组成。涂层与谐振器相互作用移动其自然振动频率。科学家怀疑因原子在两位点间“隧穿”，量子力学效应。 温度计基于谐振

驱动半导体集成电路（IC）性能关键指标是可靠性。随IC持续微缩芯片复杂度增加，制造商需确保能继续为关键任务终端应用提供同等可靠性水平。 晶圆级可靠性测试长期用于提供工艺变异性和退化洞察，但新技术趋势和芯片复杂度增加需求驱动工程师寻找增加可靠性测试数据同时降低成本方法。当前方法在通道数和灵活性间权衡，但并行逐针脚方法对两者兼顾必要。 晶圆级可靠性（WLR）测试概述 IC生命周期中有两个明确预期故障率增加时刻：制造工艺早期缺陷期，和IC开始磨损末期。生产工艺优化提高良率但不帮助理解导致产品比预期更早磨损原因。可靠性测试提供洞察哪些工艺机制可能导致IC过早失效并估算IC寿命。 可靠性测试典型方法涉及

自动驾驶汽车、无人机、维修机器人、无线监测网络涌现，会让我们更亲近自然，还是让自主技术把我们留在室内？ 利兹大学主导对170多专家调查，分享对城市生物多样性和生态系统潜在机遇挑战的正反面想法预测。 通过在线问卷，技术专业人士强调自主系统支持自然方式，包括新兴害虫识别、植物养护监测。 调查也揭示尖端机器人技术负面：污染增加。 机器人和无人机产生新废物源，可能特别影响城市地区。城市须容纳机器人、自动驾驶汽车、无人机日益增长使用，潜在导致绿地流失。 您如何看机器人自动化对环境影响？ 请在本文底部评论区告诉我们。 所有170受访者来自35国，从事五领域之一：环境科学、工程、智慧城市、机器人自动化系统或

太阳风中首次探测到现象可能帮助解决太阳长期谜题：为何太阳大气比表面热数百万度。地球轨道界面区域成像光谱仪（IRIS）和大气成像组件（AIA）图像显示证据：低矮磁环加热至数百万开尔文度。 莱斯大学、科罗拉多大学博尔德分校和NASA马歇尔航天飞行中心研究者论证：较重离子如硅，在太阳风和太阳色球层与日冕间过渡区均被优先加热。那里磁化等离子体环持续弧形，不日冕上方表亲不同。它们小得多难分析，但长期被认为蕴藏磁驱动机制，以纳米耀斑形式释放能量爆发。莱斯太阳物理学家Stephen Bradshaw及同事曾怀疑，但IRIS前无充分证据。 高空光谱仪专为观测过渡区建造。NASA资助研究中，研究者描述重联环中

布里斯托大学量子工程技术实验室（QET Labs）和蔚蓝海岸大学研究人员制造新型微型光探测器，以前所未有细节测量量子光特性。器件由两个协同工作硅芯片制成，用于测量“压缩”量子光独特性质，达到创纪录高速。 利用量子物理独特性质有望在计算、通信和测量领域超越当前最先进水平。硅光子学——光在硅微芯片作信息载体——是通往下一代技术激动人心途径。 “压缩光是非常有用量子效应。可用于量子通信和量子计算机，已被LIGO和Virgo引力波天文台用于提高灵敏度，帮助探测黑洞合并等奇异天文事件。所以改进测量它方式影响巨大，”研究员Joel Tasker说。 测量压缩光需极低电子噪声工程探测器，以探测光微弱量子特

柔性大面积有机光电二极管性能已进步到可提供相对于传统硅光电二极管技术优势地步，特别适用生物医学成像和生物特征监测等需在大面积检测低光水平应用。低噪声、溶液加工、柔性有机器件提供任意形状大面积光电二极管能力，替代传统硅光电二极管所需复杂阵列，后者大面积应用扩展昂贵。有机器件在可见光谱性能可比刚性硅光电二极管——除响应时间外。 “我们实现首次演示：这些器件从低温溶液生产，能探测每秒几十万可见光光子，量级类似暗夜单星到达人眼光量，”佐治亚理工学院电子计算机工程学院首席研究科学家Canek Fuentes-Hernandez说。“任意形状大面积基板涂覆这些材料能力意味着柔性有机光电二极管在需十微秒量

RepelWrap是一种可包裹任何物品的塑料薄膜。 应用后，材料如其名，排斥。RepelWrap排斥水、血液、细菌病原体，潜在排斥导致COVID-19病毒。 灵感源自疏水荷叶，RepelWrap表面通过纳米级表面工程和化学结合工作。 材料有点像可口可乐瓶周围包装材料，发明者之一Leyla Soleymani博士在《Heres an Idea》节目中说。 微观皱纹纹理阻挡所有外部分子，RepelWrap偏转水、油、血液或撞击表面大多数颗粒。 收听《Heres an Idea》此集，了解RepelWrap——今年“创造未来”设计大赛获奖者——如何起步。学习他们如何在耐药细菌上测试RepelWrap

NASA正开发下一代太空服，用于未来任务，包括优化太空服手套，加压服配合时将宇航员手部活动范围限制低至20%。许多未来NASA任务将在极具挑战环境中进行，宇航员手部灵活性对任务成功至关重要。 NASA创新者开发多项功能减少宇航员穿太空服手套时手部用力。主要组件包括改进执行器、辅助抓握时手部定位传感器、新型低维护三重布鲁梅尔锚点。这些组件开发旨在创建交互式机器人手套，增强手部力量和灵活性。 开发具抓握和恢复能力太空服手套，增加力量和活动性。新能力包括可集成现有抓握手套增强操作和活动范围的组件。特别是执行器设计具有更大力输出、更高效率、更高可靠性、更宽热范围，优于商用执行器。此外，增加位置传感器提

人机界面（HMI）软件持续改进，现提供IT和运营技术（OT）能力。曾局限于机器和流程可视化控制角色，现代统一HMI软件现提供更好用户界面、容器化、远程设备管理——全包裹在网络安全包中。 现代用户界面 运行于专用设备或PC的新一波HMI软件，更贴合现代智能手机时尚开发运行环境，而非笨重过时前辈界面。多点触控手势支持——及HTML5、可缩放矢量图形（SVG）、JavaScript等原生Web技术——日益普遍（图1）。 此功能赋予开发者定制和动画化HMI能力，从像素到矢量图形转变极大改善屏幕美学和机器可视化。 配置与使用 现代统一HMI预装应用：查看文档、观看教学媒体片段、安全访问外部Web系统。

开发出有源单应变电子皮肤传感器，可远距离捕捉人体运动。置于手腕的应变传感器，借助快速情境学习（RSL）增强的深度神经网络，实时解码复杂五指运动，虚拟3D手镜像原始动作，无论传感器贴在皮肤表面何处都能稳定工作。 常规方法需覆盖目标区域整个曲面的多传感器网络。不同于常规晶圆制造，此激光制造为运动追踪提供新感测范式。测量系统用激光技术在金属纳米颗粒薄膜产生裂纹，提取对应多指运动信号。传感器贴片贴在用户手腕检测手指运动。 研究概念源自：定位单一区域比给每个关节肌肉贴传感器更高效识别运动。为使定位策略奏效，需在所有信号汇聚点准确捕捉不同区域信号，再解耦汇聚信号中纠缠信息。为最大化用户易用性和活动性，研究

研究人员开发声学织物，对振动极其敏感，可探测微观高速太空粒子撞击。地面应用可用于爆炸探测，未来可作灵敏定向枪声探测麦克风。 织物系统含热拉伸振动敏感纤维，能将机械振动能转化为电能。微流星体或太空碎片撞击织物，织物振动，声学纤维产生电信号。 声学纤维旨在构建下一代纤维织物用于士兵军装战斗装备，可探测心率呼吸等生理参数及枪声爆炸等外部声音。传统望远镜用光了解远距离物体；此织物用太空尘埃分析了解太空。 激光诱导粒子撞击测试阵列——用激光加速微粒至超音速甚至高超音速，允许研究人员成像分析其撞击靶材——用于演示织物系统能准确测量以每秒数百米飞行的小粒子冲量。 科学家现测试声学织物对类似某些高速太空尘埃运

NASA阿姆斯特朗创新者开发光波导光纤布拉格光栅（FBG），对外部磁场敏感。技术允许外部场直接耦合到光纤中传播电磁（EM）波，绕过需先测量应变。 波导材料特性暴露于外部场时直接且不可辩驳地受影响。与其他通过机械变化（如磁致伸缩诱导应变）检测外部场FBG方法不同，此创新用铁磁纳米颗粒实现外部场到光纤光学行为直接耦合。因此技术可用作传感器检测和绘制磁场图。或施加已知磁场在波导创建特定光传输行为，制造光开关或选择性滤波器。 此技术属阿姆斯特朗光纤光学传感技术（FOSS）组合部分。创新利用阿姆斯特朗此领域工作，含专利FBG询问系统，允许单一紧凑系统中多样工程测量。除磁场，其他测量包括结构形状和屈曲模式