研究人员开发了一种高效、低成本的机器健康监测系统，包括整体质量、状况和运行状态。 这项创新使用基于音频的人工智能技术来监控工厂、医院和其他地点机器的整体状况。该系统使用类似听诊器的系统作为传感器，通过基于神经网络的框架对数据进行分析。 该解决方案使用医生聆听身体来评估初始状况或专家聆听机器声音以了解正在发生的情况的概念。人工智能用于训练机器发出的各种声音，并自主确定机器或过程的许多事情。 该系统可以在不输入训练集的情况下检测异常，并且比加速度计或声发射传感器更容易且更具成本效益。该技术旨在利用机器的内部声音来确定机器状态、评估工艺条件、诊断机器状况并预测机器故障。 由于只使用声音，它可

工程师开发了一种加热器——大约有药片大小——通过诊断测试的不同阶段调节生物样本的温度。这项技术可以使世界各地资源有限的地区无需专门培训或昂贵的实验室设备即可检测传染病。 在传染性病原体的典型诊断测试中，涉及多个温度调节步骤。控制温度的能力对于测试结果的准确性至关重要，在大型研究设施的使用受限的地区尤其重要。微型加热器可用于各种环境，无需电力即可检测病毒。 加热片的外部由一个非反应性丙烯酸模具组成，该模具封装了锂，锂是一种常见于电池中的反应性元素。当溶解在水中时，反应性锂与溶液相互作用释放热量和氢气。这会导致温度在很长一段时间内升高。 温度曲线的再现性由恒定的气体释放控制，这由锂模具的形状

为了检测皮肤癌，皮肤科医生依靠放大镜检查可疑的瑕疵，并使用手术刀切割组织进行分析。由于高达 70% 以上的活检结果呈阴性，数以百万计的健康患者接受了痛苦、昂贵且不必要的手术。 使用手机和机场安检扫描仪中使用的短波射线，开发了一种检测皮肤病变并确定它们是癌性还是良性的技术——该技术最终可以整合到手持设备中，无需手术刀即可快速诊断皮肤癌。 该技术使用毫米波辐射，它可以穿透某些材料并从其他材料反弹。正如金属比您的身体反射更多的能量一样，癌性肿瘤比健康的皮肤反射更多的校准能量，因此可以通过寻找反射热点来识别病变组织。 定制天线生成活检组织的高分辨率图像；微小肿瘤的定位与基于实验室的测试一样准确。

谁 聋哑人和听障人士可以使用 SoundWatch 体验需要采取行动的声音，例如蜂鸣的微波炉或救护车警报器，或增强体验，例如听到鸟鸣或瀑布声。 什么 智能手表提供了一种私人方法来获取有关环境的通知，例如电话或健康警报。 SoundWatch 是一款适用于失聪和听障人士的智能手表应用程序，它从用户的智能手表中拾取声音，对其进行识别，然后发送友好的嗡嗡声和有关声音的信息。由于智能手表的存储和处理能力有限，研究人员需要一个不消耗手表电池且快速准确的系统。手表将声音发送到处理能力更强的设备——用户的手机——进行分类。让手机对声音进行分类并将结果发送回手表不仅可以节省时间，还可以保护用户的隐私，因为

激素皮质醇全天自然上升和下降，并且可以响应压力而飙升，但目前测量皮质醇水平的方法需要等待几天才能得到实验室的结果。当一个人得知皮质醇测试的结果时——这可能会为某些医疗状况的治疗提供信息——它可能与进行测试时不同。 创建了一个有弹性的贴片，直接贴在皮肤上，吸收汗水并评估一个人产生了多少皮质醇。它提供对各种生理状况的各种生物标志物的无创和连续监测，有助于早期发现各种疾病和评估运动表现。 测量皮质醇的临床测试可以客观地衡量研究对象的情绪或身体压力，并可以帮助医生判断患者的肾上腺或脑垂体是否正常工作。新设备可以让失衡的人在家中监测自己的水平。它还可以揭示年轻（甚至是非语言）儿童的情绪状态，否则他们

研究人员已经创建了用于测量癌症生物标志物的手持设备原型。该设备的工作原理与糖尿病患者用来测试血糖水平的监测器非常相似，可以在医疗诊所或家中使用，无需实验室工作，大大简化了检测血液中癌症特征的过程。 用户将一滴血混合在一瓶反应性液体中，然后将混合物放在条带上并将其插入阅读器中。在几分钟内，该设备将测量一种抗原，表明癌症存在的程度。该原型设计用于监测前列腺特异性抗原 (PSA)，该技术可以很容易地用于测量其他标志物，具体取决于癌症或其他慢性疾病的形式。 在家中收集此类信息的能力将使患者的日常生活更加轻松，同时还可以生成准确、可共享、最新的结果，以指导他们的医生制定护理和治疗——所有这些都降低了

一个团队开发了一种方法，通过在模拟存储设备中使用室内涂料中的常见材料，为计算机芯片注入更多处理能力，从而实现高能效的机器推理操作。该材料氧化钛是室内油漆中常用的材料。它是一种氧化物，这意味着它已经含有氧气。减去一些氧气会产生使材料导电的氧空位。这些氧空位现在可以存储电数据，为几乎任何设备提供更多计算能力。 该团队通过将具有二氧化钛涂层的计算机芯片加热到 302 °F (150 °C) 以上来产生氧空位，然后使用电化学方法从材料中分离出一些氧分子，从而产生空位。 目前，计算机通常通过将数据存储在一个地方并在另一个地方处理该数据来工作。这意味着计算机必须不断地将数据从一个地方传输到另一个地方，

一种基于氧化锰的新型超级电容器可以将电池的存储能力与其他超级电容器的高功率和快速充电相结合。通过将锰氧化物与钴锰氧化物结合，形成异质结构，可以调节界面性质。 该小组从模拟开始，以了解氧化锰与其他材料结合时的性质如何变化。当他们将其与半导体耦合时，他们发现它形成了一个对电子和离子传输具有低电阻的导电界面。这很重要，否则材料充电速度会很慢。 将锰氧化物与钴锰氧化物作为正极，以一种形式的氧化石墨烯作为负极，可以得到具有高能量密度、显着功率密度和优异循环稳定性的非对称超级电容器。 通过扩大横向尺寸和厚度，该材料具有用于电动汽车的潜力。下一步将是调整半导体层和导电层相遇的界面以获得更好的性能。该团

研究人员开发了一种微型超导温度计，可测量低于 1 开尔文（-272.15 °C 或 -457.87 °F）、低至 50 毫开尔文 (mK) 和可能达到 5 mK 的温度。它比传统的芯片级低温温度计更小、更快、更方便，可量产。 该温度计的尺寸为 2.5 × 1.15 毫米，可以嵌入或粘贴到另一个低温微波设备中，以便在安装在芯片上时测量其温度。该温度计用于演示对超导微波放大器加热的快速、准确测量。 该温度计使研究人员能够以非常低的成本测量测试包中各种组件的温度，而无需引入大量额外的电气连接。这有可能使从事量子计算或在广泛领域使用低温传感器的研究人员受益。 温度计由涂有二氧化硅的超导铌谐振器组

驱动半导体集成电路 (IC) 性能的一个关键指标是可靠性。随着 IC 继续变得更小和芯片复杂性增加，制造商需要确保他们能够继续为关键任务终端应用的客户提供相同水平的可靠性。 虽然晶圆级可靠性测试长期以来一直用于提供对工艺变化和退化的洞察，但新技术趋势和芯片复杂性带来的这些不断增加的需求促使工程师寻找方法来增加可靠性测试数据，同时降低成本。当前的方法在通道数和灵活性之间进行权衡，但需要采用每个引脚并行的方法来解决这两个问题。 晶圆级可靠性 (WLR) 测试概述 在 IC 的整个生命周期中，有两个明确的时期预计故障率会增加：一开始是在制造过程中出现缺陷，最后是 IC 开始磨损。生产过程的优化提

自动驾驶汽车、无人机、维修机器人和无线监控网络的出现会拉近我们与自然的距离，还是自动驾驶技术让我们待在室内？ 一项由利兹大学牵头的对 170 多名专家的调查，就城市生物多样性和生态系统的潜在机遇和挑战分享了他们的想法和预测（正面和负面）。 通过在线问卷调查，技术专家强调了自治系统可以支持自然的方式，包括识别新出现的害虫或监测植物护理。 然而，该调查也揭示了尖端机器人技术的不利之处，例如污染增加。 例如，机器人和无人机会产生新的废物来源，尤其可能影响城市地区。城市将不得不适应越来越多的机器人、自动驾驶汽车和无人机的使用，这可能会导致绿地的流失。 您认为机器人和自动化将如何影响环境？ 请

在太阳风中首次发现的一种现象可能有助于解开一个长期存在的关于太阳的谜团：为什么太阳大气比地表热数百万度。来自地球轨道界面区域成像光谱仪 (IRIS) 和大气成像组件 (AIA) 的图像显示低洼磁环被加热到数百万开氏度的证据。 莱斯大学、科罗拉多大学博尔德分校和美国宇航局马歇尔太空飞行中心的研究人员提出，较重的离子（如硅）在太阳风以及太阳色球层和日冕之间的过渡区域中优先加热。在那里，磁化等离子环不断地产生电弧，与上面日冕中的表亲不同。它们要小得多且难以分析，但长期以来一直被认为具有以纳米耀斑形式释放能量爆发的磁驱动机制。赖斯太阳物理学家斯蒂芬布拉德肖和他的同事也有同样的怀疑，但在 IRIS 之

布里斯托大学量子工程技术实验室 (QET Labs) 和蔚蓝海岸大学的研究人员制造了一种新的微型光探测器，可以比以往更详细地测量光的量子特征。该设备由两个共同工作的硅芯片制成，用于以创纪录的高速测量“压缩”量子光的独特特性。 利用量子物理学的独特特性，有望在计算、通信和测量方面超越当前最先进的方法。硅光子学——其中光被用作硅微芯片中的信息载体——是通往这些下一代技术的令人兴奋的途径。 “压缩光是一种非常有用的量子效应。它可用于量子通信和量子计算机，并已被 LIGO 和 Virgo 引力波天文台用于提高其灵敏度，帮助探测黑洞合并等奇异的天文事件。因此，改进我们衡量它的方式会产生很大的影响，”

柔性大面积有机光电二极管的性能已经发展到现在可以提供优于传统硅光电二极管技术的优势，特别是对于需要检测大面积低水平光的生物医学成像和生物特征监测等应用。低噪声、溶液处理、灵活的有机器件提供了使用任意形状的大面积光电二极管来替代传统硅光电二极管所需的复杂阵列的能力，而传统硅光电二极管在扩大大面积应用时可能会很昂贵。有机器件在可见光谱中的性能可与刚性硅光电二极管相媲美——除了响应时间。 “我们所取得的成就是，这些设备由低温溶液制成，每秒可以检测到少至几十万光子的可见光，这与从一颗恒星到达我们眼睛的光强度相似。黑暗的天空，”乔治亚理工学院电气与计算机工程学院首席研究科学家 Canek Fuente

RepelWrap 是一种塑料薄膜，您可以将任何东西包裹起来。 一旦应用，材料就会按照它所说的那样做，并排斥它。 RepelWrap 排斥水、血液、细菌和病原体，以及可能导致 COVID-19 的病毒。 受防水荷叶的启发，RepelWrap 表面通过纳米级表面工程和化学的结合发挥作用。 这种材料有点像你在可口可乐瓶周围看到的材料，它的发明者之一 Leyla Soleymani 博士在Heres an Idea的这一集中说 . RepelWrap 带有可抵御所有外部分子的微观皱纹纹理，可偏转水、油、血液或大多数撞击表面的颗粒。 收听这一集 Heres an Idea 看看 Repel

NASA 正在为未来的任务开发下一代宇航服，包括优化宇航服手套，当它与加压宇航服相结合时，往往会将宇航员手的运动范围限制在 20% 以内。 NASA 未来的许多任务都将在具有挑战性的环境中进行，在这些环境中，宇航员的手部灵巧性对于任务的成功至关重要。 当宇航员戴着宇航服手套时，美国宇航局的创新者已经开发出一些减少手部用力的功能。一些主要组件包括改进的执行器、在抓握过程中辅助定位的传感器，以及新的、低维护的 Triple Brummel 锚。开发这些组件是为了制造可提高手部力量和灵活性的交互式机器人手套。 开发了具有抓握和恢复能力的宇航服手套以增加强度和移动性。新功能包括可以集成到现有抓握手

人机界面 (HMI) 软件不断改进，现在提供 IT 和运营技术 (OT) 功能。曾经仅限于机器和过程可视化和控制的角色，现代统一 HMI 软件现在提供更好的用户界面、容器化和远程设备管理——所有这些都包含在一个网络安全包中。 现代用户界面 在专用设备或 PC 上运行的新一波 HMI 软件更适合现代智能手机的流畅开发和运行环境，而不是过时前辈的笨拙界面。对多点触控手势以及 HTML5、可缩放矢量图 (SVG) 和 JavaScript 等原生 Web 技术的支持越来越普遍（图 1）。 此功能使开发人员能够自定义 HMI 并为其设置动画，并且从基于像素的图形到基于矢量的图形的转变极大地改善了

开发了一种有源、单应变的电子皮肤传感器，可以从远处捕捉人体运动。放置在手腕上的应变传感器通过虚拟 3D 手实时解码复杂的五指运动，该手反映原始运动。快速情境学习（RSL）增强的深度神经网络，无论其在皮肤表面的位置如何，都能确保稳定运行。 传统方法需要覆盖目标区域的整个曲线表面的多个传感器网络。与传统的基于晶圆的制造不同，这种激光制造为运动跟踪提供了一种新的传感范例。测量系统通过使用激光技术在金属纳米颗粒薄膜中产生裂纹，提取与多个手指运动相对应的信号。然后将传感器贴片贴在用户的手腕上，以检测手指的运动。 这项研究的概念源于这样一种想法，即精确定位单个区域比在每个关节和肌肉上安装传感器更有效地

研究人员开发了一种对振动非常敏感的声学织物，它可以检测到微观高速空间粒子的影响。这些织物在地面上的应用可用于爆炸探测，并在未来用作定向枪击探测的灵敏麦克风。 该织物系统包含能够将机械振动能转换为电能的热拉伸振动敏感纤维。当微流星体或太空碎片撞击织物时，织物会振动，声学纤维会产生电信号。 声学纤维旨在为士兵制服和战斗装备制造下一代纤维和织物，可以检测心率和呼吸等各种生理参数以及枪声和爆炸等外部声音。传统的望远镜使用光来了解远处的物体；这种面料使用太空尘埃分析来了解太空。 激光诱导粒子冲击测试阵列——它使用激光将微小粒子加速到超音速甚至超音速，并允许研究人员对它们对目标材料的影响进行成像和分

NASA Armstrong 的创新者开发了一种对外部磁场敏感的光波导光纤布拉格光栅 (FBG)。该技术允许将外部场直接耦合到在光纤中传播的电磁 (EM) 波，无需先测量应变。 当暴露于外场时，波导材料的特性会受到直接且无可争议的影响。与其他通过机械变化（例如磁致伸缩应变）检测外部场的基于 FBG 的方法相比，这项创新使用铁磁纳米粒子来实现外部场与光纤光学行为的直接耦合。因此，该技术可用作检测和绘制磁场的传感器。或者，可以应用已知磁场在波导中创建特定的光传输行为，从而创建光开关或选择性滤波器。 该技术是阿姆斯壮光纤传感技术 (FOSS) 产品组合的一部分。该创新利用了 Armstrong