CGI科技周报（2024第22周）| “第三拇指”、Tianmouc自动驾驶芯片、过敏性哮喘长期疗法

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

-马来西亚

-欧洲

科技 动态

人工智能

在大量多样化样本中评估手部增强设备的初始可用性 ^[1]

英国剑桥大学的研究团队展示了一种名为“第三拇指”的3D打印手部增强设备，在3-96岁的596名个体中，98%能够成功佩戴、操作和使用其执行移动钉子或各种泡沫物体的任务。性别、惯用手、与手相关的爱好对任务表现没有显著影响；年龄较小（≤11岁）的儿童表现通常较差，老年人和年轻人表现相当。该研究为广泛人群使用“第三拇指”的初始可用性提供了切实证据。（Science Robotics，5.29）

利用事件摄像头实现低延迟汽车视觉 ^[2]

瑞士苏黎世大学的研究团队提出了一种基于事件和帧的混合物体检测器。它结合了用于图像的标准CNN和用于事件的高效异步GNN，能够同时利用事件相机的高时间分辨率、时空稀疏性信息和20fps RGB相机的丰富上下文信息，实现高效、高速率的物体检测，同时将感知延迟降低至与5,000fps相机相同，带宽达到45fps相机水平，从而显著提高平均精度。该方法为在极端情况下实现高效稳健的视觉感知铺平了道路。（Nature，5.29）

具有开放世界感知互补通路的视觉芯片 ^[3]

中国类脑计算研究中心（CBICR）结合混合像素阵列和并行异构读出架构，开发了一种名为Tianmouc的视觉芯片。利用互补视觉通路的特性，Tianmouc具有高达10,000fps的高速感知、130dB的动态范围以及空间分辨率、速度和动态范围方面的先进品质因数，同时自适应地将带宽降低 90%。集成Tianmouc芯片的自动驾驶系统即使在开放道路上遇到具有挑战性的极端情况时也能实现准确、快速和稳健的感知。（Nature，5.29）

受禽眼启发的钙钛矿人工视觉系统，用于中央凹和多光谱成像 ^[4]

韩国基础科学研究所（IBS）受鸟类视觉启发，开发了一种用于中央凹和多光谱成像的人工视觉系统。该系统由一个人工高斯形中央凹和垂直堆叠的钙钛矿光电探测器阵列组成，可以像变焦镜头一样放大和聚焦物体，无需滤光片即可检测R、G、B和UV光，在动态检测、跟踪和识别远距离目标的无人驾驶飞行器中具有应用潜力。（Science Robotics，5.29）

生物医药

新型CAR-T细胞疗法抑制过敏性哮喘 ^[5]

中国清华大学的研究团队设计了一种治疗哮喘的CAR-T细胞疗法。他们利用IL-5作为靶向域，通过去除BCOR和ZC3H12A，设计出能够消除嗜酸性粒细胞的长寿命CAR-T细胞，称为永生型和功能性IL-5 CAR-T细胞——5T _IF 细胞。进一步将其修改为5T _IF 4细胞，可产生并分泌一种IL-4突变蛋白，以阻断IL-4和IL-13信号通路；单次注射5T _IF 4细胞能够持续抑制小鼠过敏性哮喘的迹象和症状。（Nature Immunology，5.27）

保护肠道微生物群的革兰氏阴性菌选择性抗生素 ^[6]

美国伊利诺伊大学的研究团队设计了一种针对脂蛋白转运系统的革兰氏阴性菌特异性抗生素“洛拉米星”。它对130多种多重耐药临床分离菌有活性，在多种急性肺炎和败血症感染小鼠模型中显示出疗效，且不损害小鼠肠道菌群，以防止艰难梭菌的继发感染。洛拉米星对致病革兰氏阴性菌的选择性消灭是由于致病菌与共生菌中靶标的序列同源性低，这种双重选择策略可作为开发其他微生物组保护抗生素的蓝图。（Nature，5.29）

现代能源

低温无应变封装减缓电池老化 ^[7]

意大利罗马第二大学的研究团队报告了一种工业封装剂。他们将高粘弹性半固体/高粘度液体粘合剂层压在PSC及模组上，以提高稳定性并降低封装剂/后电极界面的热机械应力；在聚合物基质中添加导热二维六方氮化硼，以改善阻隔和热管理性能。封装器件能够经受多方面的加速老化测试，初始效率保持在80%以上。该技术适用于各种成熟电池配置和一些温度敏感材料，可扩展到用于光伏建筑一体化和物联网系统的半透明电池。（Nature Communications，5.29）

自转化支架实现无枝晶且长寿命的锌离子电池 ^[8]

韩国能源研究所的研究团队报告了一种新的稳定自转化支架（SCS）锌阳极，其通过引导锌沉积到特定区域来实现无枝晶电镀。这种独特的电极表现出卓越的稳定性，即使在开放式电镀环境中也能有效控制厚度高达120µm的无枝晶生长，面积容量高达60mAh/cm ² 。此外，SCS在全电池配置中显示出3,000次循环的卓越长循环寿命。（Advanced Energy Materials，5.29）

航空航天

太阳轨道器任务揭开“慢速”太阳风来源 ^[9]

英国诺森比亚大学的研究团队将磁场建模和光谱技术相结合，首次确定了速度低于500km/s的“慢速”太阳风的来源。太阳轨道器上的重离子传感器表明，太阳风成分变化与日冕中各个源头的成分变化一致，证明了慢速太阳风起源于封闭的日冕层；进一步基于太阳表面图像，精确定位出慢风来自开放和闭合日冕相遇的区域，从而证明了慢风能够通过断裂和重新连接的过程逃离闭合磁场线的理论。（Nature Astronomy，5.28）

围绕小行星Dinkinesh的接触双星卫星 ^[10]

美国西南研究院利用露西号航天器发现，有两颗接触在一起的卫星正围绕小行星Dinkinesh运行，这组卫星被取名为Selam。Selam由两个直径分别为210米和230米的裂片组成，与Dinkinesh的轨道距离为3.1千米，轨道周期约为52.7小时，处于潮汐锁定状态。根据动力学状态、角动量和地貌观测，Dinkinesh的脊和槽可能是由于辐射扭矩（YORP）旋转造成的质量损失，然后部分脱落物质重新聚集而成；Selam则可能是由这一事件脱落的物质吸积而成。（Nature，5.29）

材料科技

用于极端偏振光学的纳米非手性复合材料 ^[11]

美国密歇根大学的研究团队表明，尽管具有纳米非手性和部分无序性，但由具有复杂纹理表面的二维纳米材料制备的多层纳米复合材料能够强烈且可控地旋转光偏振。逐层（LBL）组装纳米复合材料可以精确设计出偏振活性材料，其光学不对称g因子比典型纳米材料高出约500倍；将其与非手性染料结合，可使圆偏振发射的各向异性因子接近理论极限。高热弹性的LBL光学元件能在高达250℃的温度工作，并在光谱的近红外部分对热发射器进行成像。（Nature，5.29）

加速辐射复合实现高效钙钛矿LED ^[12]

中国南京工业大学的研究团队提出了一种双添加剂结晶方法，可以形成高效的3D钙钛矿，实现96％的出色光致发光量子效率（PLQE）。这种方法促进了具有高激子结合能的四方FAPbI ₃ 钙钛矿的形成，从而有效加速了辐射复合。该研究首次实现了32.0%峰值外部量子效率（EQE）的钙钛矿LED，即使在100mA/cm ² 的高电流密度下，效率仍保持在30.0%以上，为推动高效、高亮度钙钛矿LED的发展提供了宝贵的见解。（Nature，5.29）

量子信息

自旋光子接口与CMOS平台的异质集成 ^[13]

美国麻省理工学院的研究团队介绍了一种模块化量子片上系统（QSoC）架构，该架构将二维量子微芯片阵列中数千个单独可寻址的锡空位自旋量子比特集成到专为低温控制设计的专用集成电路中。该QSoC架构通过跨自旋-光子频率通道的光谱调谐支持量子存储器阵列的完全连接，表明通过增加量子比特密度、扩大QSoC活动区域和跨QSoC模块的光学网络，可以进一步实现扩展。（Nature，5.29）

Ni/Pt异质结构中的主动弹道轨道传输 ^[14]

新加坡南洋理工大学的研究团队利用与轨道相关的高效晶体动量（Lk）耦合，实现了Ni/Pt异质结构中轨道电流速度的主动控制。他们观察到发射的太赫兹脉冲中的延迟和啁啾与Pt厚度增加相关，由此Ni/Pt异质结构通过长程弹道轨道传输发射太赫兹波。此外，研究还确定了克服轨道传输碰撞所需的临界能量密度，从而使轨道电流流动得更快，为开发用于远距离传输信息的动态光电电子学奠定了基础。（Nature Communications，5.29）