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诚美科技简报 第一期——科技创新及应用介绍

2018-05-15

1、“人体芯片”
       2018年3月16日,来自麻省理工的科学家们打造了一种被称为“人体芯片”的装置。这个微流体平台是由塑料制成的,可容纳了各种人体细胞,然后让液体在其中流动来模拟血流,从而模拟人体内的循环系统。目前,“人体芯片”能够将10种不同器官的细胞整合到一起,分别是肝脏、肺、肠道、子宫内膜、大脑、心脏、胰腺、肾脏、皮肤和骨骼肌。
      借助“人体芯片”能够让药物进行分散并且观察药物对器官组织的影响,并且测量它们的新陈代谢的速度,也可以尽早发现药物并发症等。(资料来源:网易科技)

 
2、微显微成像系统
      由北京大学分子医学研究所程和平牵头的国家重大科研仪器研制专项“超高时空分辨微型化双光子在体显微成像系统”支持下,北京大学信息科学技术学院、生物动态光学成像中心、生命科学学院、工学院,联合中国人民解放军军事医学科学院所组成的跨学科团队,运用微集成、微光学、超快光纤激光和半导体光电学等技术,在高时空分辨在体成像系统研制方面取得突破性技术革新,成功研制出2.2 g微型化佩戴式双光子荧光显微镜,可佩戴在动物头部,实时记录数十个神经元和上千个神经突触的动态信号;横向分辨率可达0.65 μm,成像质量可与商品化大型台式双光子荧光显微镜相媲美,该研究成果已于2017年5月19日发表于《Nature Methods》。
      此项突破性技术将开拓新的研究范式,在动物自然行为条件下,实现长时程观察神经突触、神经元、神经网络、多脑区等多尺度、多层次动态信息处理,这样,不仅可以“看得见”大脑学习、记忆、决策、思维的过程,还将为可视化研究自闭症、阿尔茨海默病、癫痫等脑疾病的神经机制发挥重要作用。(资料来源:新华网)
(FIRM-TPM以及实验动物的实物图)
 
3、将文字转换成音频的智能眼镜
      2018年2月24日,一家日本公司正在开发一款名为Oton的智能眼镜,以帮助阅读障碍、阅读困难人群将文字转为语音。Oton两侧装有微型摄像头和一个耳机,一半的镜片中内置有摄像头,可跟踪眼球运动和眨眼动作。用户阅读文本时会眨眼,眨眼瞬间镜头将捕获面前的图像。Oton将捕获到的信息输到专用的Raspberry Pi云系统上,这个仅有信用卡大小的迷你电脑会进行即时的文本分析,然后转换为音频通过耳机播放。如果系统无法读取这些字词,也可通过人工进行远程协助。(资料来源:腾讯网)

 
4、文字直播视频
      2018年2月份,《Science》杂志公布了一项新的机器学习算法,该算法可根据文本或者碎片式的信息来重建完整的视频,如根据证人描述重现事故现场。
      该算法是一种小型神经网络,其主要的工作分为两个阶段:一是通过文本生成视频的“主旨”;二通过综合“主旨”和文本内容产生一个短视频。目前,研究人员采用了十种生活场景对其训练,包括在草地上打高尔夫、在海上玩风筝冲浪等,算法生成的图像还比较粗糙,呈现VHS录像的颗粒感画面,可达到高准确率的视频约为32帧,持续时间为1秒,大小为64×64像素。(资料来源:镁客网)
 
5、Deepmind Health
      2018年2月23日,谷歌旗下子公司Deepmind准备和美国退伍军人事务部(简称“VA”)合作,利用机器学习技术来预测病人住院期间的病情恶化。DeepMind对已知的70万条病例进行脱敏处理,通过机器学习的算法,基于现有的这些病例数据,去预测是否能在更广泛的群体中发现急性肾损伤的情况。(资料来源:电子发烧友)
 
6、电子皮肤
      2018年2月,美国科罗拉多大学波尔得分校的研究人员制造出一款有触感且能感知温度变化的电子皮肤。电子皮肤是一种模仿普通皮肤功能的轻薄半透明材料,其上装有测量压力、温度、温度和空气流动的传感器。电子皮肤可溶于特殊液体,受到微小伤害时可迅速恢复——只需要在受损区域用上特殊溶液并等待一些时候,皮肤各部分之间的化学联系就会恢复,传感器将继续工作;如果受到更严重的损伤,可将皮肤完全溶解,使用得到的材料重做新皮肤。(资料来源:新浪科技)

 
7、干细胞再生
      2018年2月14日,上海同济大学发布了一项最新成果:干细胞可以在肺炎患者的病患部位再生,从而形成新的肺泡和支气管结构,使得干细胞实验应用到临床又近了一步。
      该项研究从患者支气管刷取出的几十个干细胞,在体外扩增数千万倍之后,移植到患者肺部的病灶部位,经过3至6个月,这些干细胞逐渐形成了新的肺泡和支气管结构,进而修复替代了损伤组织。
      从患者的肺换气能力DLCO、六分钟步行距离等指标可以明显看出其得到不同程度的改善;在肺部CT影像上,也可清晰观察到干细胞对肺部病变组织的修复替代。(资料来源:镁客网)
 
8、量子计算
      2018年3月,谷歌宣布推出一款72个量子比特的通用量子计算机Bristlecone,实现了1%的低错误率。这是量子比特芯片领域的重大进展,超越了业界公认的50量子比特芯片就可以达到量子霸权的标准,向量子计算超越经典超级计算机又迈进了一步,加速了人工智能算法训练和科学难题的解决。
根据谷歌的说法,当我们可以实现0.1-1%的错误率以及数十万至数百万的量子比特时,量子计算机将在解决实际问题时会变得非常有用。理想的量子计算机至少要有数以百万计的量子比特,错误率低于0.01%,而这一目标可能需要几十年的时间才能实现。而在实现这样的成果之前,我们可能就会开始看到量子计算机的一些非常“惊人”的应用。外媒Motherboard认为当量子计算机有4000个量子比特时,破坏大多数现有的密码学是可能的(比如区块链)。2018年将是量子芯片实现重大突破的一年,年初巨头们便纷纷推出量子领域的新进展,但无可否认的是,量子计算仍处在初级阶段。(资料来源:新浪财经)
 
9、DNA超材料
      2018年1月末,西北大学的研究人员利用DNA链开发了一种新型的光纳米粒子,并通过一定的结构编排使其形成超晶格结构,以用于医疗传感器等后期设备的开发。将这种超材料放置在不同浓度的乙醇溶液中时, DNA链会自动改变长度,从而改变材料的颜色(如从黑变为红,再变为绿色)。
      超材料的性质主要取决于材料的结构,科学家们预计,可以通过调节颗粒的尺寸、形状和类型来设计出具备几乎所有光学性质的超材料。(资料来源:镁客网)