CGI科技周报(2024第45周)| 自主移动机器人探索合成化学、微型电子鼻的高速气味感应、原子核形状成像

文摘   2024-11-09 08:02   北京  

Tech Innovation

国际观察 | 科技周报

本周内容

科技动态

-人工智能

-现代能源

-材料科技

-生物医药

-航空航天

-量子信息

数字网络前沿

科技投融资

政策追踪

-中国

-韩国

-欧洲


News

科技动态

#01 

人工智能

使用AI2BMD从头计算表征蛋白质分子动力学[1]

微软研究院中国团队提出一种基于AI从头计算生物分子动力学的系统(AI2BMD),对包含10,000多个原子的各种蛋白质的能量和力实现了可推广的从头计算准确性,计算时间缩短了几个数量级。AI2BMD能有效探索肽和蛋白质构象空间,推导出与核磁共振实验相匹配的3J耦合,并显示蛋白质折叠和展开过程;它还可以精确计算蛋白质折叠的自由能,并估计其热力学性质。这补充了湿实验室实验、生物动态活性检测等目前无法进行的生物医学研究。(Nature,11.6)

AI2BMD总体流程 @微软研究院

用于探索合成化学的自主移动机器人[2]

英国利物浦大学的研究团队构建了一种用于探索合成化学的模块化自主平台,其使用移动机器人来操作合成平台、液相色谱-质谱仪和台式核磁共振波谱仪。启发式决策器能够处理正交数据,选择成功的反应进行下一步,并自动检查结果的可重复性。研究人员在结构多样化化学、超分子主客体化学和光化学合成3个领域中成功展示了该策略,并将其扩展到自主功能分析。(Nature,11.6)

模块化机器人工作流程和启发式决策器 @利物浦大学

三维管腔中的多个异质软体毫米机器人[3]

德国马克斯·普朗克智能系统研究所利用形状自适应机器人和机器人-管腔相互作用的异质阻力来实现磁性多机器人控制。研究人员首先量化了机器人运动的影响和驱动区域,随后利用路径规划算法生成永磁体的轨迹,用于三维管腔中的多机器人导航,最后基于医学成像在多层管腔网络中单独控制机器人。多位置货物运送和流量转移的演示表明机器人具有增强生物医学功能的潜力。(Science Advances,11.6)

在三维管腔内部署多个磁性软机器人 @马克斯·普朗克智能系统研究所

使用微型电子鼻进行高速气味感应[4]

英国赫特福德大学的研究团队介绍了一种微型高速电子鼻,其具有高带宽传感器读数、严格控制的传感参数和强大算法。他们展示了该系统对数十毫秒气味脉冲的成功分类,以及对高达60赫兹的刺激切换的时间模式编码,在如此高速的情况下还保持微型低功耗是前所未有的。该系统可以匹配动物嗅觉的时间分辨率,且明显超过了小鼠表现,有助于应对环境和工业监测、安全、神经科学等领域的挑战。(Science Advances,11.6)

电子鼻和气味传送系统 @赫特福德大学

#02 

生物医药

抑制突变选择性的致癌激酶AKT[5]

美国Terremoto Biosciences的研究团队利用E17K突变设计了针对赖氨酸的水杨醛抑制剂,该抑制剂对致癌激酶AKT1(E17K)的选择性优于野生型AKT旁系同源物,能够在不引起高血糖的剂量下对AKT1(E17K)肿瘤异种移植模型有效。研究表明,通过靶向突变赖氨酸和Zn2+螯合,有可能实现对AKT1(E17K)精细的停留时间选择性。(Nature,11.6)

抑制剂的设计和生化表征 @Terremoto Biosciences

绘制行为结构的细胞基础[6]

英国牛津大学的研究团队揭示了一种神经元实现的算法,用于映射抽象行为结构并将其转移到新场景中。他们训练老鼠进行许多具有相同结构、不同目标位置的任务,老鼠能够在首次尝试新任务时进行零样本推理。研究发现,内侧额叶皮层中的“目标进展细胞”并不明确编码整个目标序列的进展,而是调整其子集,使单神经元触发与特定行为步骤间隔一个固定滞后,从而起到任务结构化记忆缓冲的作用。该算法可以即时编码未来行为步骤,并自动计算每个步骤的适当操作。(Nature,11.6)

任务设计 @牛津大学

#03 

现代能源

高能耐用的全聚合物水性电池[7]

中国哈尔滨工业大学的研究团队报告了一种聚合物水性电解质,旨在通过调节溶剂化层和形成固体电解质界面,来稳定聚合物电极氧化还原产物。这种方法开创了聚苯胺作为阳极的应用,并提高了聚苯胺阴极在水性电解质中的高压稳定性。由此产生的以聚苯胺为对称电极的全聚合物水性钠离子电池(ASIB)的容量高达139mAh/g,能量密度为153Wh/kg,循环4,800次后的保持率超过92%。(Nature Communications,11.5)

该研究与先进ASIB的性能对比 @哈尔滨工业大学

八元高熵氧化物上的可持续光催化过氧化氢生产[8]

中国科学院的研究团队报告了高熵氧化物(HEO)半导体作为一体化光催化剂的效用,用于直接从H2O和大气中的O2中产生可见光驱动的H2O2,而无需任何额外的助催化剂或牺牲剂。固有的化学复杂性以及高密度氧空位的存在赋予高熵光催化剂独特的宽带光收集能力,在550nm处H2O2生产率达38.8%。高熵光催化剂很容易组装成漂浮的人工叶子,以便在自然阳光照射下从开放水资源中持续现场生产H2O2。(Nature Communications,11.3)

光催化剂的微观结构和元素表征 @中国科学院

#04 

航空航天

小行星颗粒揭示外太阳系的起源[9]

美国麻省理工学院的研究团队通过小行星“龙宫”的微小颗粒首次揭示了46亿年前塑造太阳系远端的磁场的线索。研究表明,如果存在磁场,那磁场会非常弱,最多只有15微特斯拉(如今地球自身的磁场约为50微特斯拉)。即便如此,研究人员估计这个场强足以将原始气体和尘埃聚集在一起,形成外太阳系的小行星,并可能在从木星到海王星的巨行星形成过程中发挥了作用。(AGU Advances,11.6)

行星系统周围尘埃和气体的艺术图 @MIT

早期宇宙中吞噬速度最快的黑洞[10]

美国国家科学基金会韦伯太空望远镜(JWST)发现了一个名为LID-568的低质量黑洞,其出现于大爆炸后约1.5亿年,正以超出理论极限40倍的速度疯狂吞噬物质。通常,黑洞吸收物质的速度受到“爱丁顿极限”的约束——这是一种平衡机制,保证黑洞引力与由吸收物质释放的能量的相互作用维持稳定。然而,LID-568却打破了这一规则,表明黑洞有可能超越其爱丁顿极限。这挑战了现有的宇宙理论,并为黑洞的迅速成长提供了新线索。(Nature Astronomy,11.4)

早期宇宙中吞噬最快的黑洞的艺术图 @NSF

#05 

材料科技

触感替代的生物弹性状态恢复[11]

美国西北大学的研究团队提出了一种微型机电结构,当与皮肤结合作为弹性储能元件时,可支持双稳态自感应变形模式,旨在通过触感替代来改善视力和本体感受障碍患者的生活质量。无线、贴合皮肤的触觉界面集成了双稳态传感器阵列,可以充当高密度通道,接收来自智能手机的3D扫描和惯性传感器的输入,还可以传输动态和静态刺激,将其定向为法向力或剪切力。(Nature,11.6)

双稳态传感器阵列实现多感觉反馈 @西北大学

通过聚合物膜中的水合微孔进行选择性离子传输[12]

英国伦敦帝国理工学院的研究团队报告了含有不同疏水性侧链基团的聚合物膜,这些侧链基团位于带电基团附近,以调节其水合能力和孔膨胀。他们调节水合微孔尺寸(<2nm)来控制水和离子的传输,发现离子选择性在由更多疏水性侧链基团产生的水合限制孔中得到改善,从而表现出更高的离子电导率,以及比传统膜低几个数量级的氧化还原活性物质渗透率,可实现高能量密度水性有机氧化还原液流电池的稳定循环。(Nature,11.6)

聚合物膜的设计 @伦敦帝国理工学院

#06 

量子信息

高能核碰撞中的原子核形状成像[13]

美国布鲁克海文国家实验室展示了一种利用相对论重离子对撞机(RHIC)的高能粒子碰撞揭示原子核形状细节的新方法。该技术捕获原子核内空间物质分布的碰撞特定快照,通过流体动力学膨胀,在探测器观察到的粒子动量分布上留下图案。该方法是对用于确定原子核结构的低能技术的补充,解决了跨能级原子核结构演化的问题。(Nature,11.6)

两颗铀原子核碰撞的艺术图 @布鲁克海文国家实验室

纳米级晶体管实现更高效的电子产品[14]

美国麻省理工学院的研究团队以锑化镓和砷化铟为材料,可缩放制造了垂直纳米线异质结隧道晶体管。这些器件在0.3V低压下的驱动电流为300µA/µm,开关斜率低于60mV/dec,能够制造出速度快、功能强大且更节能的电子产品。该方法取决于隧道结处的极端量子限制,并基于强量子化下隧道异质结处的界面固定能带排列。(Nature Electronics,11.4)

超薄半导体材料制成的纳米级3D晶体管示意图 @MIT

News

数字网络前沿

新加坡金管局推进金融服务代币化[15]

11月4日,新加坡金融管理局(MAS)宣布了推进金融服务领域代币化的计划,包括组建商业网络以加深代币化资产的流动性、发展市场基础设施生态系统、培育用于实施代币化资产的行业框架、增强代币化资产通用结算设施的可及性。在“守护者计划”下,MAS召集了来自7个司法管辖区的40多家金融机构、行业协会和国际政策制定者,针对资本市场中的资产代币化开展行业试验。(MAS,11.4)

英国养老基金将3%的资产配置至比特币[16]

11月4日,据Corporate Adviser报道,英国首家养老金基金已将3%的资产(约6,500万美元)直接投资于比特币,这是该国养老金基金首次直接投资加密货币。此次投资由Cartwright公司指导,采用5个独立机构管理私钥以确保资产安全。Cartwright还推出了允许企业向员工数字钱包支付比特币的福利计划,已有5家公司表示兴趣。(Corporate Adviser,11.4)

花旗与富达联合推出数字外汇掉期的概念验证[17]

11月4日,据PR Newswire报道,花旗银行和富达投资宣布了链上货币市场基金(MMF)的概念验证,该基金采用了数字外汇(FX)掉期解决方案,可实现多资产头寸的实时结算。该解决方案将在11月6日至8日的新加坡金融科技节上展示。这一概念验证是在新加坡金融管理局(MAS)的Project Guardian框架下开发的,该计划致力于推进代币化的通用标准。(PR Newswire,11.4)

摩根大通将通过区块链平台提供美元和欧元即时结算服务[18]

11月7日,据CoinDesk报道,摩根大通宣布将其区块链平台Onyx更名为Kinexys,并计划最早在2025年一季度推出美元、欧元的链上外汇结算功能,实现自动化、全天候的多币种结算。这家银行巨头是将区块链技术应用于传统金融活动的早期领导者之一,自成立以来已执行了超过1.5万亿美元的交易。(CoinDesk,11.7)

底特律居民将能够以加密货币缴纳税款[19]

11月7日,底特律财政部宣布,底特律居民将能够在PayPal管理的安全平台上使用加密货币支付税款和其他市政费用,该支付选项将于2025年中期推出。公告表示,新的支付平台将提高想要使用加密货币的底特律市民的可访问性,并使其更容易进行电子支付,包括那些没有银行账户的人。(City of Detroit,11.7)

News

科技投融资

News

政策追踪

科技周报是中金研究院推出的国际前沿科技动态与科技领域政策的周报。每周,我们将汇总梳理半导体与量子计算、人工智能、信息技术、生物科技、能源材料等领域的最新科研成果,以及美国、欧盟等国家地区政府推出的相关科技政策,旨在为读者提供“十四五”规划中科技创新重点领域的国际最新动态和科技政策变化,帮助读者更好的了解这些领域的国际进展,思考我国相关科技发展的战略。

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资料来源

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1.https://www.nature.com/articles/s41586-024-08127-z

2.https://www.nature.com/articles/s41586-024-08173-7

3.https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adq1951

4.https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adp1764

5.https://www.nature.com/articles/s41586-024-08176-4

6.https://www.nature.com/articles/s41586-024-08145-x

7.https://www.nature.com/articles/s41467-024-53804-2

8.https://www.nature.com/articles/s41467-024-53896-w

9.https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2024AV001396

https://news.mit.edu/2024/asteroid-grains-shed-light-outer-solar-systems-origins-1106

10.https://www.nature.com/articles/s41550-024-02402-9

https://noirlab.edu/public/news/noirlab2427/

11.https://www.nature.com/articles/s41586-024-08155-9

12.https://www.nature.com/articles/s41586-024-08140-2

13.https://www.nature.com/articles/s41586-024-08097-2

https://www.bnl.gov/newsroom/news.php?a=122119

14.https://www.nature.com/articles/s41928-024-01279-w

https://news.mit.edu/2024/nanoscale-transistors-could-enable-more-efficient-electronics-1104

15.https://www.mas.gov.sg/news/media-releases/2024/mas-announces-plans-to-support-commercialisation-of-asset-tokenisation

16.https://corporate-adviser.com/cartwright-calls-on-uk-institutional-investors-to-back-bitcoin/

17.https://www.prnewswire.com/apac/news-releases/citi-and-fidelity-international-demonstrate-tokenized-money-market-fund-and-digital-foreign-exchange-swap-solution-302295142.html

18.https://www.coindesk.com/business/2024/11/06/jpmorgan-renames-blockchain-platform-to-kynexis-to-add-on-chain-fx-settlement-for-usd-eur/

19.https://detroitmi.gov/news/detroit-become-largest-city-us-accept-cryptocurrency-payments-taxes-other-fees

20.https://www.miit.gov.cn/jgsj/dzs/gzdt/art/2024/art_3ceb5e6fadfd4d05b3a54e9ef77fc9f1.html

21.https://ec.europa.eu/commission/presscorner/detail/en/ip_24_5666

22.https://www.gov.uk/government/publications/acquisition-of-802-of-shares-in-future-technology-devices-international-limited-by-ftdi-holding-limited-notice-of-final-order/acquisition-of-802-of-shares-in-future-technology-devices-international-limited-by-ftdi-holding-limited

https://www.theregister.com/2024/11/06/china_ftdi_stake/

23.https://www.reuters.com/technology/south-korea-fines-meta-about-15-mln-over-collection-user-data-2024-11-05/


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