CGI科技周报（2024第39周）| 生物电子神经肌肉机器人、左心室模拟器、极罕见粒子衰变

本周内容

-人工智能

-现代能源

-半导体

-生物医药

-航空航天

-量子信息

-中国

-欧洲

-美国

-越南

科技动态

人工智能

无线操控的生物电子神经肌肉机器人^[1]

美国哈佛医学院的研究团队开发了一种生物电子神经肌肉机器人，它通过电突触与运动神经系统集成，以唤起心肌活动并控制机器人运动。无线频率复用生物电子设备用作人工大脑，通过调节选择性神经激活来启动机器人鳍的拍动，从而控制机器人的运动速度和方向。机器人的平均运动速度约为每秒0.52±0.22毫米，鳍拍动频率高达2.0赫兹，转弯运动路径曲率约为每毫米0.11±0.04弧度。（Science Robotics，9.25）

软机器人左心室模拟器^[2]

澳大利亚新南威尔士大学的研究团队利用细丝人造肌肉来模拟多层心肌结构，开发出一种仿生软机器人左心室模拟器，它能够在提供生理压力的同时重现心脏运动的细节。他们以犬心肌应变数据作为输入信号，将其应用于每个人造心肌层；在左侧模拟循环回路中，证明了该装置在健康和心力衰竭条件下有效模拟心脏状态和心脏支持装置的能力。这项工作或为临床前设备和外科手术测试提供特定于患者心肌结构的模拟心脏运动。（Science Robotics，9.25）

更大、更易于指导的模型可能不那么可靠^[3]

西班牙巴伦西亚理工大学的研究团队发现扩大规模、定制塑造的大语言模型（LLM）并不能确保变得更可靠，往往会更频繁地给出看似合理但错误的答案，包括人类经常忽视的难题上的错误。通过扩大和改进干预措施，同一问题的不同表述的稳定性得到改善，但不同难度水平的变异性仍然存在。这些发现凸显了通用人工智能设计和开发需要根本性转变的必要性，特别是在高风险领域，因为可预测的错误分布至关重要。（Nature，9.25）

深度学习改进绘画数据集的光谱分析^[4]

意大利文化遗产科学研究所开发了一种在合成数据集上训练的深度学习算法，可以快速准确地分析宏观X射线荧光（MA-XRF）数据集中的XRF光谱。MA-XRF是一种研究和保护绘画的成熟工具，能够通过识别颜料来阐明画家的绘画技巧与创作过程。新方法成功地克服了传统反卷积方法的常见局限性，在拉斐尔的一幅画作分析中，不仅在量化荧光线强度方面实现了卓越的准确性，还能有效消除传统分析方法生成的元素图中常出现的伪影。（Science Advances，9.25）

生物医药

转铁蛋白受体靶向嵌合体促进膜蛋白降解^[5]

美国丹娜法伯癌症研究所开发了转铁蛋白受体靶向嵌合体（TransTAC），这是一种用于膜蛋白降解的异双特异性抗体，可驱动目标靶蛋白和转铁蛋白受体1（TfR1）从细胞表面快速共内化，从而有效降解多种单次、多次、天然或合成的膜蛋白。在示例应用中，TransTAC能够可逆地控制人类原代嵌合抗原受体T细胞，并在小鼠异种移植模型中靶向耐药表皮生长因子受体驱动的肺癌，展示出精确操纵膜蛋白和靶向癌症治疗的应用前景。（Nature，9.25）

设计内吞诱导蛋白以降解靶标并放大信号^[6]

美国华盛顿大学的研究团队报告了胰岛素样生长因子2受体（IGF2R）和去唾液酸糖蛋白受体（ASGPR）、分拣蛋白和转铁蛋白受体（TfR）的内吞作用触发结合蛋白（EndoTag），并表明将其与可溶性或跨膜靶蛋白结合剂融合会导致溶酶体运输和靶蛋白降解。EndoTag的模块化和遗传可编码性使AND门控制成为可能，以实现更高特异性的靶向降解。通过促进内吞作用，EndoTag融合使通过工程配体-受体系统的信号传导增强了近100倍。（Nature，9.25）

现代能源

利用三唑分子催化剂将CO₂电还原为甲烷^[7]

中国香港中文大学的研究团队开发出一种三唑分子催化剂，用于CO₂到甲烷的电还原转化。他们使用3,5-二氨基-1,2,4-三唑膜电机组件，在250mA/cm²的电流密度下，甲烷的法拉第效率为52±4%；在10A的总电流和123mA/cm²的电流密度下运行10小时，能以23.0mmol/h的速率生产甲烷。该方法能够快速稳定地从CO₂中生产甲烷，拓宽了机理理解并指出了CO₂加氢催化剂设计的未来方向。（Nature Energy，9.24）

用于全固态锂离子电池的低成本FeCl₃阴极^[8]

美国佐治亚理工学院的研究团队开发出一种新型低成本FeCl₃阴极，成本仅为典型阴极材料的1-2%，与固体卤化物电解质和锂铟合金阳极结合，可以实现不含任何液体成分的全固态锂离子电池。固态电池在1,000次循环后仍保留了初始容量的83%，平均库伦效率为99.95%。研究人员表示，这项技术或改变电动汽车市场和大型储能系统，在不到五年的时间内就可能在电动汽车中实现商用。（Nature Sustainability，9.23）

航空航天

一颗独特的膨胀且不对称的系外行星^[9]

美国亚利桑那大学的研究团队利用韦伯太空望远镜观测系外行星WASP-107b，发现这颗系外行星的大小与木星相当，但质量只有木星的十分之一，其密度非常低，重力也相对较低，因此其大气层比同等质量的其他系外行星更加膨胀。同时，WASP-107b的大气层呈现出东西半球的不对称现象，两个边缘的大气温度或云层特征存在显著差异。这是研究人员首次以太空透射光谱的形式直接观察到此类东西不对称现象，有助于加深对系外行星大气成分的了解。（Nature Astronomy，9.24）

“龙宫”样本中富含磷的颗粒具有强生化潜力^[10]

法国巴黎萨克雷大学的研究团队在小行星“龙宫”的样本中发现了一种特殊的颗粒，这些颗粒的尺寸可达几百微米，含有富含水合铵-镁-磷（HAMP）的成分。它们特定的化学和物理性质表明其起源于外太阳系，并在龙宫历史上一直保存完好。这些颗粒嵌入富含有机物的层状硅酸盐基质中，在浸入原始陆地水库时可能发挥了重要作用，为有机物向生化演化的反应途径做出贡献。（Nature Astronomy，9.25）

半导体

将极性半导体晶片的两面用于功能器件^[11]

美国康奈尔大学通过引入双电子学，在同一半导体氮化镓（GaN）晶片的阳离子面上制造光子器件，在阴离子面上制造电子器件。他们在氮极侧形成高电子迁移率晶体管（HEMT），在金属极性侧形成蓝色量子阱LED。这为在单一结构中使用极性半导体的两面提供了可能性，其中电子、光子和声学特性可以在同一晶片的相对面上实现，从而显著增强了半导体的功能。（Nature，9.25）

可弯曲的非硅RISC-V微处理器^[12]

英国Pragmatic Semiconductor的研究团队基于柔性聚酰亚胺基板上的铟镓氧化锌薄膜晶体管，制造出一款基于开放RISC-V指令集的超低成本可弯曲32位微处理器（Flex-RV）。Flex-RV内部集成了可编程机器学习（ML）硬件加速器，其运行频率为60kHz，功耗不到6mW；组装到柔性印刷电路板上后，能够在平坦和紧密弯曲条件下执行程序，平均性能变化不低于4.3%。Flex-RV开创了低于1美元的开放标准非硅32位微处理器时代，在可穿戴设备、医疗保健设备、智能包装中具有应用前景。（Nature，9.25）

量子信息

极罕见粒子衰变过程^[13]

欧洲核子研究中心（CERN）首次在实验中观测到带正电的K介子衰变为带正电的P介子和中微子-反中微子对的极罕见衰变过程。这种衰变用K⁺→π⁺νν表示，标准模型预测每100亿个带正电的K介子中只有不到1个会以这种方式衰变，而此次实验结果显示，衰变成1个介子和2个中微子的K介子比例约为每1,000亿个中有13个。该结果的相对精度为25%，是目前对此衰变的最精确测量。随着数据采集的进行，这种衰变中可能出现新的粒子物理学。（CERN，9.25）

铷铯原子组成的双物种里德伯阵列^[14]

美国芝加哥大学的研究团队实现了由铷原子和铯原子组成的双物种里德堡阵列，并探索了单物种架构中无法获得的相互作用和动力学状态。实验展示了物种间里德堡阻塞，实现了从一个物种到另一个物种的量子态转移，并通过物种间控制相位门在铷和铯超精细量子比特之间生成贝尔态。研究人员还将跨物种纠缠与本机中电路读数相结合，实现量子非破坏测量。（Nature Physics，9.20）

数字网络前沿

PayPal将支持美国企业账户购买、持有和出售加密货币^[15]

9月25日，PayPal将允许其美国商家直接从PayPal商业账户购买、持有和出售加密货币。在推出时，纽约州将无法使用商业账户的此功能。此外，PayPal还允许美国商家将加密货币从链上转移到符合条件的第三方钱包。PayPal企业账户持有者现在可以向外部区块链地址发送和接收支持的加密货币代币。（PayPal，9.25）

Visa帮助银行测试基于法币的代币化资产和智能合约^[16]

9月25日，据CoinDesk报道，支付巨头Visa推出全新代币化资产平台（VTAP），帮助银行测试基于法币的代币化资产和智能合约。该平台将支持由智能合约驱动的法定支持代币的开发，促进现有流程的数字化和自动化，从而为现实世界资产（RWA）的代币化提供动力。银行可以在新平台上使用代币购买商品或债券等代币化RWA，并进行近乎实时的结算。（CoinDesk，9.25）

摩根大通的Onyx区块链被用于西门子的数字商业票据结算^[17]

9月24日，据CoinDesk报道，德国工业巨头西门子股份公司表示，其利用全球银行摩根大通的区块链支付系统Onyx和SWIAT的私有区块链来发行和结算了其商业票据的代币化版本。从双方在SWIAT上确认交易到最终向双方发送结算确认仅用时93秒。此次交易标志着Onyx和SWIAT开始合作为商业银行开发基于区块链的资产发行产品。（CoinDesk，9.24）

Cega推出“金库代币市场”以促进无缝投资^[18]

9月24日，据CoinDesk报道，去中心化衍生品协议Cega宣布推出“金库代币市场”（VTM），旨在解决投资者因锁定期所面临的流动性问题。该功能允许用户提前退出其交易头寸，而无需等待27天的锁定期，且支持灵活选择退出的头寸比例。VTM向所有用户开放，允许市场参与者在公开市场上买卖Cega金库代币；其基准价格功能可保障代币的公允价值，并在出售或寻求以折扣价购入代币时获得最佳执行效果。（CoinDesk，9.24）

Sygnum获得列支敦士登加密资产服务提供商许可证^[19]

9月23日，总部位于瑞士和新加坡的数字资产银行集团Sygnum宣布其子公司已在列支敦士登获得加密资产服务提供商（CASP）许可证。该许可使Sygnum能够依据欧盟《加密资产市场法案》（MiCA）为欧洲经济区（EEA）提供受监管的数字资产服务，包括经纪、托管和B2B银行业务。Sygnum称，集团有望于2025年第一季度进入所有30个欧盟和EEA市场。（Sygnum，9.23）

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