CGI科技周报（2024第32周）| Figure 02、Neuralink脑机接口试验、AlphaFold加速药物发现

本周内容

-人工智能

-现代能源

-材料科技

-生物医药

-航空航天

-量子信息

-中国

-欧洲

-美国

科技 动态

人工智能

Figure推出第二代人形机器人 ^[1]

8月6日，据PR Newswire报道，AI机器人公司Figure推出了第二代人形机器人Figure 02，在语音对话、视觉语言模型、电池、综合布线和摄像头等方面进行了改善。机器人的手臂配备了16个自由度和人类相当的力量；与上一代相比，板载计算和AI推理能力提高了3倍。Figure 02近期已在宝马制造公司测试了新功能，并进行了AI数据收集和用例训练。（PR Newswire，8.6）

马斯克公司Neuralink成功为第二个人植入脑机接口 ^[2]

8月6日，Elon Musk公司Neuralink已为第二个脊髓损伤者植入了名为Telepathy的脑机接口（BCI）。Telepathy包含一个硬币大小的电子集线器，放置在接收者头骨上的一个洞中，从这个集线器开始，64条柔性线穿过大脑周围的液体和膜、进入皮层，每条线有16个记录点，总共有1,024个电极，可以记录神经活动并通过蓝牙将信号发送到外部设备。目前Neuralink正在等待观察设备能否避免首位患者遇到的机械故障，马斯克表示2024年可能会再植入8个此类设备。（Nature，8.6）

AlphaFold加速发现精神药物激动剂 ^[3]

瑞典乌普萨拉大学的研究团队比较了使用AlphaFold机器学习方法和传统同源性建模生成并筛选的蛋白质结构。超过1,600万种化合物与微量胺相关受体1（TAAR1，治疗神经精神疾病的靶标）模型对接，他们对AlphaFold和同源性模型筛选出的前30种和32种化合物组进行评估，AlphaFold筛选的命中率（60%）比同源性模型高出两倍多，并发现了最有效的激动剂，表明AlphaFold有助于加速药物发现。（Science Robotics，8.7）

高性能深度脉冲神经网络 ^[4]

瑞士洛桑联邦理工学院的研究人员证明基于首次脉冲时间（TTFS）编码的深度脉冲神经网络（SNN）模型可以在MNIST和Fashion-MNIST数据集上从头开始进行有效训练，或在CIFAR10、CIFAR100和PLACES365等大规模数据集上进行微调，以实现与人工神经网络（ANN）完全相同的性能。该方法以每个神经元不到0.3个脉冲实现高性能分类，有助于实现节能实施；使用强大的梯度下降算法对SNN进行微调以优化硬件实现，具有低延迟、抗噪声和量化的能力。（Nature Communications，8.9）

生物医药

2,023例结直肠癌的基因组图谱 ^[5]

英国伦敦癌症研究所对2,023个结直肠癌（CRC）样本进行全基因组测序，提供了高度详细的体细胞突变景观。他们扩展了参与CRC发展过程的分子通路，定义了四个新的常见稳定CRC亚组，并表明其具有独立的预后关联，还描述了几种罕见的CRC分子亚组，其中一些具有潜在的临床相关性。整个结肠直肠的一系列突变谱反映了病因差异，免疫逃逸驱动突变普遍地发生在大约一半的稳定CRC中，许多驱动突变都是可操作的，凸显了全基因组测序在优化患者护理中的作用。（Nature，8.7）

核糖体降低蛋白质折叠的熵惩罚 ^[6]

英国伦敦大学学院的研究团队确定了核糖体上和核糖体外模型蛋白质未折叠状态的原子结构，表明核糖体在结构上扩展了未折叠的新生链并增加了其溶解度，导致其相对于分离的肽链的熵不稳定。实验证实，这种不稳定作用可将折叠的熵损失降低高达30kcal/mol，并促进核糖体上部分折叠中间体的形成。热力学效应还有助于核糖体保护新生链免受突变诱导的展开，表明核糖体在支持蛋白质进化方面发挥着至关重要的作用。（Nature，8.7）

现代能源

提高p–i–n PSC的反向偏压稳定性 ^[7]

美国华盛顿大学的研究团队展示了器件架构工程对钙钛矿太阳能电池（PSC）的反向偏置行为的显著影响。基于约35纳米厚的共轭聚合物空穴传输层和电化学稳定性更高的背电极，研究证明了平均击穿电压超过−15V，与硅电池相当。这种提高击穿电压的策略减少了保护太阳能模块所需的旁路二极管的数量。（Nature Energy，8.7）

支持大规模氨电解的新型催化剂 ^[8]

澳大利亚悉尼科技大学的研究团队介绍了一种高性能NiOOH-Ni催化剂，用于将氨转化为亚硝酸盐，法拉第效率高达90.4%，硝酸盐生成率为1mg/h·cm ² 。研究基于Operando技术展示了NiOOH催化剂在氨动态电氧化中的作用，密度泛函理论（DFT）计算支持了实验观察并揭示了氨电化学氧化为亚硝酸盐和硝酸盐的机理。该研究有助于开发用于大规模氨电解的经济高效的催化剂。（Advanced Energy Materials，8.7）

航空航天

利用小黑洞寻找大黑洞 ^[9]

英国卡迪夫大学等机构的研究团队开发出一种探测超大质量黑洞双星（SMBHB）的新方法，此前SMBHB常常因频率超出干涉引力波探测器的范围而很难单独分辨。研究人员首先使用分贝数赫兹的引力波探测器，分析了同一星系中小黑洞发射出的引力波，然后利用小黑洞的信号调制，间接揭示邻近超大质量黑洞的存在。该方法为绘制宇宙中的SMBHB提供了一个独特机会。（Nature Astronomy，8.5）

恒星耀斑对周围行星宜居性的影响 ^[10]

美国夏威夷大学的研究团队表明红矮星可以产生恒星耀斑，其远紫外辐射（FUV）水平远高于之前的估计。这项研究对现有的恒星耀斑和系外行星宜居性模型提出了挑战，表明耀斑发出的FUV平均能量比之前的估计高3倍，最高可达到预期能量水平的12倍。恒星耀斑产生的FUV在很大程度上决定了它是会侵蚀行星大气层，进而威胁其维持生命的可能性，还是促进生命创造所必需的RNA构件的形成。（Oxford Academic，8.5）

材料科技

水力无电子敷料促进伤口快速闭合 ^[11]

美国北卡罗来纳州立大学的研究团队开发了水力无电子敷料（WPED），其使用柔性、生物相容性的镁银/氯化银电池和一对刺激电极，加入水后，电池会产生径向电场。糖尿病小鼠试验表明，WPED能够通过增加表皮厚度、调节炎症和促进血管生成来加速伤口闭合和促进愈合。在临床前伤口模型中，WPED治疗组比对照组愈合得更快，速度与需要昂贵的生物制剂和/或复杂电子设备的治疗相当，表现出其作为一种有效且更实用的伤口治疗敷料的潜力。（Science Advances，8.7）

柔性热电装甲，卡诺相对效率超过8% ^[12]

中国香港城市大学的研究团队开发了一种构建柔性热电装甲（FTGA）的合理策略，能够在精心设计的离子高速传输中同时实现热敏结晶和盐析效应，以提高卡诺相对效率（η _r ）并改善机械强度。FTGA实现了8.53%的超高η _r ，同时具有70.65MJ/m ³ 的机械韧性和约900%的伸长率。该策略具有收集体热并为可穿戴电子设备供电（无需充电）的可持续潜力。（Nature Communications，8.7）

量子信息

用于毫开尔文温度下射频测量的量子顺电变容二极管 ^[13]

英国伦敦大学学院的研究团队表明，钛酸锶和钽酸钾可以在低温下表现出量子顺电行为，具有较大的场可调介电常数，可用于制造具有完美阻抗匹配和谐振器频率调谐的变容二极管。研究从电容可调谐性、耗散损耗和磁场不敏感性等方面描述了6mK下变容器的特性，利用量子顺电变容二极管优化了碳纳米管量子点器件的射频读出，实现了4.8μe/Hz ^1/2 的电荷灵敏度和0.04aF/Hz ^1/2 的电容灵敏度。（Nature Electronics，8.5）

在对相邻量子比特进行状态破坏操作时维持其保真度的方法 ^[14]

加拿大滑铁卢大学的研究团队展示了原位状态重置和捕获离子状态测量的可行性。基于单个离子作为光学像差的量子传感器和动态范围>50dB的强度探测器，他们在重置相邻“过程”量子比特时实现了对“资产”离子量子比特的>99.9%的保真度，在距离6μm的同一相邻量子比特上施加11μs的检测光束时实现了>99.6%的保存保真度。此研究推动了量子处理器的发展，提高了耗散和测量驱动相的量子模拟以及实现误差校正等任务的速度和能力。（Nature Communications，8.3）