CGI科技周报（2024第11周）| Figure人形机器人、高性能锂硫电池、高密度大质量恒星的形成

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

GPT增强型人形机器人的讲话和推理 ^[1]

3月13日， OpenAI、Nvidia联合投资的机器人初创公司Figure展示了一款增强的人形机器人，高1.68米、重60公斤，可负载20公斤物体，行进速度达每秒1.2米，可以与人类流畅对话，根据指令进行抓取和放置，并解释自己这么做的原因。公司创始人Brett Adcock表示，机器人的机载摄像头以10Hz的频率拍摄图像，再输入由OpenAI训练的大型视觉语言模型VLM，随后神经网络以200Hz的频率输出24个自由度的动作。机器人的速度显著提高，开始接近人类。（Figure，3.13）

基于结构的分子生成模型PocketFlow ^[2]

中国四川大学的研究团队提出了一种基于结构的分子生成框架PocketFlow，能够基于化学知识在蛋白质结合袋内生成新型配体分子。PocketFlow在各类评估中表现出最先进的性能，生成的分子100%化学有效且高度类似药物。将该框架应用于两个与表观遗传调控相关的新靶蛋白HAT1和YTHDC1，研究人员成功获得了wet-lab验证的生物活性化合物。活性化合物与靶蛋白的结合模式与分子对接预测的模式接近，并通过X射线晶体结构进一步证实。（Nature Machine Intelligence，3.11）

自主蛇形机器人EELS探索冰雪世界 ^[3]

美国宇航局和加州理工学院的研究团队开发了一种名为Exobiology Extant Life Surveyor（EELS）的蛇形机器人，能够在冰冷的表面上自主导航。EELS的头部包含一系列用于观察周边环境的传感器和摄像头，身体则包括用于改变形状的铰接和一个螺丝状的外表面以实现运动。EELS展示出对土卫二等复杂冰冻地形进行具有风险意识的自主探索的潜力。（Science Robotics，3.13）

四足机器人的敏捷导航 ^[4]

瑞士苏黎世联邦理工学院的研究团队开发了一个训练四足机器人运动技能的框架，包括跳跃、攀爬、蹲伏和行走等，以便在障碍跑酷路线上快速导航。该框架经过模拟训练后部署在现实世界的有腿机器人上，使其能够以高达每秒2米的速度到达目标，在时间至关重要的非结构化地形（例如搜索）中具有导航和救援的潜力。（Science Robotics，3.13）

生物医药

社交猕猴的自然行为神经特征 ^[5]

美国宾夕法尼亚大学结合行为学分析、计算机视觉和无线记录技术，识别了一对不受约束、社交互动的猕猴的自然行为神经特征。他们发现猕猴前额叶和颞叶皮层中的单神经元和群体活动有力地编码了24种典型行为及社会背景；雌雄猕猴在仪容仪表方面表现出互惠性，这是支持友谊和联盟的关键行为机制；面对入侵者，猕猴的行为和神经特征反映出同理心，并因伴侣的存在而得到缓冲。这些结果揭示了社会动态的神经生理学基础，支持灵长类社会（包括人类）公共生活的探索。（Nature，3.13）

小细胞肺癌在治疗时期的进化轨迹 ^[6]

德国科隆大学的研究团队通过对65名小细胞肺癌（SCLC）患者的160个肿瘤进行多区域测序，确定了诊断时以及整个化疗和免疫治疗过程中的肿瘤系统发育。他们发现，未经治疗的SCLC在不同的肿瘤部位表现出克隆同质性，而一线铂类化疗导致基因组瘤内异质性和空间克隆多样性的爆发；肿瘤复发的背后是分支进化和向祖先克隆的转变，并展示了与化疗敏感性和耐药性相关的中心基因组模式。（Nature，3.13）

现代能源

不对称配位单原子催化剂实现高性能锂硫电池 ^[7]

中国石油大学的研究团队从理论上揭示了相对电负性值（REV）可作为表征催化活性的指标，并设计出了新型不对称配位单原子催化剂。他们通过增强硫物质的化学亲和势以及降低Li ₂ S的分解率，使具有最佳REV的氯原子不对称构型在抑制穿梭方面表现出更强的催化作用，据此合成了一种主要构型为Co─N ₃ Cl ₁ 的新型单原子催化剂，实现了高速率容量（5.0C下为804.3mAh/g）、持久循环性能（每个循环衰减0.023%）和优异面积容量（7.5mg/cm ² 下为7.0mAh/cm ² ）的锂硫电池。（Advanced Energy Materials，3.13）

新型水合共晶电解质增强水性铝离子电池稳定性 ^[8]

中国安徽大学的研究团队设计了一种名为HEE30的共晶电解质，可显著提高水性铝离子电池（AAIB）在-20至60℃温度范围内的可逆性。独特的共晶网络增强了甘油和水之间的氢键，减少了Al ³⁺ 与活性水的溶解作用，从而降低了凝固点，延长了电化学窗口并抑制了析氢反应。同时，HEE30能够形成由有机和无机成分组成的固体电解质界面层，从而有效抑制腐蚀。这种低成本定制为安全储能、宽温运行和持久循环的电池开发提供思路。（Advanced Energy Materials，3.13）

航空航天

韦伯拍到高度集中的大质量恒星形成区域 ^[9]

美国宇航局的韦伯望远镜拍摄了距地球273万光年的三角座星系M33中的恒星形成区域NGC 604，图像中200多颗炙热、年轻的大质量恒星照亮了气泡、卷须和缕缕发光物质。其中一些恒星的质量可能至少是太阳的100倍，而在如此小的空间范围内发现如此多的恒星是非常罕见的。大质量恒星的集中，加上其相对较近的距离，使NGC 604为天文学家提供了研究早期天体的机会。（Webb Space Telescope，3.9）

银河系弥漫TeV-PeV能级辐射的起源 ^[10]

中国南京大学的研究团队观测了由宇宙射线和星际介质之间的强核相互作用产生的高能弥散伽马射线和中微子辐射，并以此分析了银河宇宙射线的起源和性质。通过比较高海拔宇宙线观测站LHAASO和中微子天文台IceCube的最新结果，他们认为在多Tev能级下的弥散伽马射线辐射包含了大量轻子成分，并证明了脉冲星晕的整体作用可以解释测量中的过量弥散伽马射线与宇宙射线-星际介质相互作用的预测通量有关。（Nature Astronomy，3.13）

材料科技

用标准化蛋白质块绘制可延伸纳米材料的蓝图 ^[11]

美国华盛顿大学的研究团队描述了符合特定几何标准且可延伸的线性、弯曲和有角度的蛋白质构建块，以及块间相互作用；据此设计的组件继承了可扩展性和常规交互表面，能够通过改变模块数量来扩展或收缩，并通过辅助支柱进行加固。经验证，该纳米材料设计支持简单多边形和圆形低聚物、大型多面体纳米笼、可轻松绘制蓝图的无界直线“火车轨道”等。（Nature，3.14）

高效无基质窄带深蓝色超荧光OLED ^[12]

英国剑桥大学的研究团队提出了一种分子设计方法，来抑制通过终端发射体三重态群体（封装的超窄带蓝色发射体）造成的损失，首次实现了结构简单、具有窄带蓝光发射和高效率的无基质（MF）超萤光（HF）器件。研究发现，当掺杂到没有额外基质的原始热激活延迟荧光（TADF）主体中时，通过用绝缘亚烷基带装饰终端发射极，可以大大减少Dexter转移。与非掺杂TADF器件相比，在MFHF OLED中观察到的效率损失可以忽略不计，且外量子效率（EQE）高达21.5%。（Nature Materials，3.13）

量子信息

用于硅自旋量子比特的管道量子处理器架构 ^[13]

英国伦敦大学学院的研究团队提出了一种适用于中规模噪声量子（NISQ）应用的量子处理器架构，即量子位“管道”，其运行时间作为电路深度和运行重复次数的函数成加法缩放。运行时间控制是全局性的，降低了控制和互连资源的复杂性。通过在大型分层物理结构阵列中穿梭N量子比特位态，分阶段实现了量子逻辑门，又通过结构密集的“管道化”，有效利用物理资源进行重复运行。（npj quantum information，3.12）

通过量子噪声效应电路组减少量子误差 ^[14]

日本Quemix公司和东京工业大学的研究团队提出了量子误差缓解（QEM）方案，用于解决门操作期间由于与环境耦合而发生的量子计算误差。他们首先估计了单量子位态上的量子噪声效应，将其表示为量子噪声效应电路组，然后从所考虑量子算法的量子电路获得的期望值中减去量子噪声效应电路组产生的期望值，从而实现QEM方案。结果，量子噪声效应减少，并获得了近似理想的期望值和寄存器位数。该QEM方案经过四类量子算法验证有效，可在任何类型的量子设备进行。（Scientific Reports，3.13）