CGI科技周报（2024第35周）| 菌丝体控制机器人感官运动、MeTDDI预测药物相互作用、暗物质搜寻新纪录

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

科技动态

人工智能

通过真菌菌丝体的电生理测量来控制机器人的感官运动^[1]

美国康奈尔大学的研究团队构建了生物混合机器人，其利用真菌菌丝体的电生理活动来控制人工执行器。他们开发了一种振动和电磁干扰屏蔽的菌丝体电气接口，可在不受束缚的移动中长期稳定地记录电生理动作电位；还开发了一种机器人控制架构，能够结合活菌丝的节律性电压尖峰，来控制软机器人以及轮式硬机器人的运动；利用紫外线刺激菌丝体对环境做出反应，能够增强机器人的步态。（Science Robotics，8.28）

AI根据方言做出隐性种族主义判断^[2]

英国牛津大学的研究团队证明语言模型以方言偏见的形式表现出隐性种族主义，如对非裔美国英语（AAE）使用者的种族语言刻板印象。方言偏见可能会造成有害后果：语言模型更有可能建议AAE使用者从事不那么体面的工作、被判有罪等。他们表明，当前缓解语言模型中种族偏见的做法（如人类偏好对齐）会加剧隐性刻板印象和显性刻板印象之间的差异，因为这些做法表面上掩盖了语言模型在更深层次上的种族主义。（Nature，8.28）

利用纳米级核特征识别细胞异质性的深度学习方法^[3]

西班牙巴塞罗那科技研究所和中国南方医科大学的研究团队开发了一种可在纳米级分辨率下识别特定细胞核特征的深度学习方法（AINU）。AINU能够根据超分辨率显微镜图像中的核心组蛋白H3、RNA聚合酶II或DNA空间排列来区分不同的细胞状态；仅使用少量图像进行训练，经过适当的再训练后，即可正确识别人类体细胞、诱导多能干细胞、早期HSV-1感染细胞甚至癌细胞，为精确检测细胞异质性提供了强有力的工具。（Nature Machine Intelligence，8.27）

MeTDDI预测药物相互作用^[4]

中国福州大学的研究团队提出了一种具有局部-全局自注意力和共同注意力的深度学习框架（MeTDDI），用于学习基于主题的药物相互作用（DDI）预测图。他们对73种药物的13,786个DDI进行了广泛评估，MeTDDI可以准确解释其中58种药物的5,602个DDI的结构机制，显示出解释复杂DDI机制和降低DDI风险的潜力。MeTDDI为探索DDI机制提供了一个新视角，有助于药物发现和多重用药，从而为患者提供更安全的治疗。（Nature Machine Intelligence，8.27）

生物医药

细胞群落揭示大脑衰老和阿尔茨海默病的轨迹^[5]

美国哥伦比亚大学的研究团队重建了大脑细胞动态环境，并确定了一条与其他衰老相关影响不同的导致阿尔茨海默病（AD）的轨迹。他们首先构建了老年前额叶皮质（DLPFC）的综合细胞图谱，并确定了与AD性状相关的特定神经胶质和神经元亚群；然后基于数据驱动的BEYOND方法，确定了两种不同的大脑衰老轨迹，每种轨迹都由某些细胞群落协调的渐进性变化定义，这些变化导致AD痴呆或替代性大脑衰老。该研究为AD病理生理学提供了细胞基础。（Nature，8.28）

交感神经肽Y通过维持产热脂肪来预防肥胖^[6]

英国牛津大学的研究团队揭示了交感神经元中神经肽Y（NPY）预防肥胖的机制。NPY⁺交感神经轴突是一个较小的亚群，主要映射到血管周围。他们发现NPY维持壁细胞的增殖，而壁细胞是棕色和白色脂肪组织（BAT和WAT）中产热脂肪细胞的来源；饮食引起的肥胖会导致NPY⁺轴突神经病变和伴随的壁细胞耗竭。交感神经元中的NPY缺失使BAT变白，降低了其产热能力，导致不增加食物摄入的情况下更容易患上饮食引起的肥胖症，这与中枢NPY对体重的影响不同。（Nature，8.28）

现代能源

调整平面应变以实现结构稳定的层状高熵正极材料^[7]

中国科学院的研究团队开发了一种由全3d过渡金属NCFMT组成的O3型氧化物正极，它表现出更高的可逆比容量和出色的循环稳定性。研究表明，层状正极的结构完整性受过渡金属层（TMO₂）内组成元素的兼容性的影响。NCFMT的组成元素之间具有高度的机械化学兼容性，为Na⁺储存提供了稳健的结构框架。该研究为设计出色的层状高熵正极材料提供了启示。（Nature Energy，8.26）

设计高容量且原子经济的多电荷正极^[8]

中国华南理工大学的研究团队通过在两个嘧啶环之间插入π桥接单元s-四嗪，开发出一种新型分子DPmT，实现了多个活性位点的密集组装。DTmP表现出优异的原子经济性，其正极材料在70℃、50mA/g下产生653mAh/g的高容量和1,188Wh/kg的能量密度，并在500次循环后保持了80%的初始容量。s-四嗪的引入显著增强了分子平面性，从而促进了电荷离域和分子稳定性。该工作为设计高容量且原子经济的多电荷电极材料提供了新策略。（Advanced Energy Materials，8.28）

航空航天

暗物质可能有助于早期宇宙中超大质量黑洞的形成^[9]

美国加州大学洛杉矶分校的研究团队探索了高红移超大质量黑洞（SMBH）通过重子云直接坍缩形成的过程，发现暗物质阻止氢冷却足够长的时间，使引力能够将其凝结成足够大、足够密集的云，从而变成黑洞而不是恒星。该研究找到了一个可行的参数空间，其中部分暗物质或所有次要衰变物质的衰变都能成功地使云直接坍缩为SMBH。（Physical Review Letters，8.27）

恒星诞生的线索^[10]

美国约翰霍普金斯大学的研究团队使用韦伯太空望远镜对星团NGC1333进行超深度光谱调查时，发现了6个流浪行星，即质量与行星相当但不受任何恒星引力束缚的天体，其中一颗是迄今为止发现的最轻行星，约为5个木星质量，其周围有一个尘埃盘。研究表明，NGC1333中这类自由漂浮的行星质量物体（FFPMO）约占星团成员数量的10%，远高于典型对数正态恒星质量函数的预期值；未观测到任何质量低于5个木星的天体，或说明低于该阈值的恒星更可能像行星一样形成。（The Astronomical Journal，8.27）

材料科技

过渡金属二硫属化物的光氧化还原相工程^[11]

英国剑桥大学的研究团队以光学方式促进了单层和双层二维过渡金属二硫属化物（2D TMD）中从三角（2H）到八面体（1T）相的典型相变，并发现使用455nm的低功率照明可将反应加速多达6个数量级。此方法可实现快速和高质量的TMD相位工程，将具有衍射限制边缘分辨率的任意相位模式刻入。用更安全的多环芳族有机锂化剂代替自燃正丁基锂（n-BuLi）作为相变剂，性能进一步提高。该研究为通过光氧化还原相工程可持续地扩大材料和器件的规模铺平了道路。（Nature，8.28）

通过对称驱动外延合成亚稳态五边形二维材料^[12]

美国普渡大学和中国苏州大学的研究团队通过对称驱动外延成功合成了亚稳态五边形二维材料单层PdTe₂。该材料表现出有序的低对称原子排列，并通过与底层Pd(100)基板的晶格匹配来保持稳定。理论计算和角分辨光电子能谱表明，单层五边形PdTe₂是一种间接带隙为1.05eV的半导体。该工作为五边形二维材料的合成和多功能纳米电子学的应用开辟了道路。（Nature Materials，8.27）

量子信息

暗物质搜寻新纪录^[13]

美国劳伦斯伯克利国家实验室（LBNL）利用其暗物质探测器LUX-ZEPLIN（LZ）对弱相互作用大质量粒子（WIMP）进行搜索，其结果较此前最好结果改进了近5倍。研究没有发现质量高于9GeV/c²的WIMP存在的证据，缩小了WIMP作为暗物质主要候选者之一的可能性。凭借LZ探测器的卓越灵敏度和先进的分析技术，该研究有望发现实验范围内存在的暗物质，并探索其他罕见的物理现象。（LBNL，8.26）

局部量子哈密顿量的平衡态认证算法^[14]

英国剑桥大学的研究团队设计了经过认证的算法，用于计算零温度和正温度下局部量子哈密顿平衡态的可观测量的期望值。该算法能输出这些值的严格下限和上限，从而证明了局部可观测量的期望值可以在有限时间内近似，与相关的不可判定结果形成对比。当哈密顿量在二维晶格上交换时，高温下层次结构快速收敛，且对于期望精度ε，局部可观测量可以通过1/ε的拟多项式的凸优化来近似。（Nature Communications，8.27）

数字网络前沿

新西兰将于2026年4月实施OECD加密税收框架^[15]

8月26日，新西兰税务局在《税收（2024-25年税率、紧急响应和补救措施）法案》中提议立法实施OECD加密资产信息交换框架，这些提议的修正案预计2026年4月生效。新西兰加密服务商将需收集交易信息，并在2027年向税务局提交，否则每次违规将面临300美元罚款，用户不提供信息则罚款1,000美元。（IRD，8.26）

纳斯达克和CF Benchmarks合作推出比特币指数期权^[16]

8月27日，据GlobeNewswire报道，纳斯达克与指数提供商CF Benchmarks合作，宣布向美国证券交易委员会提交上市和交易纳斯达克比特币指数期权（XBTX）的申请。该指数期权将跟踪CME CF比特币实时指数（BRTI）所代表的比特币价格。经监管部门批准后，投资者将能够通过期权管理加密货币的头寸和对冲投资，从而进一步提高该资产类别的成熟度和流动性。（GlobeNewswire，8.27）

Centrifuge与Morpho、Coinbase合作推出机构级借贷市场^[17]

8月27日，据CoinDesk报道，基于区块链的代币初创公司Centrifuge将与Morpho、Coinbase合作建立一个依赖多种美国国债支持的代币抵押品的借贷市场。该市场面向机构，允许使用Centrifuge的Anemoy基金、Midas的代币化国库券以及Hashnote的US Yield Coin进行抵押和借贷。此次合作旨在为代币化资产提供即时流动性，而无需实际赎回国库券。（CoinDesk，8.27）

加密银行Xapo与Hilbert Capital合作管理超2亿美元的比特币对冲基金^[18]

8月27日，加密银行Xapo与瑞典投资公司Hilbert Capital宣布合作成立一只以比特币计价的对冲基金。该基金将于9月启动，初始资金预计超过2亿美元，面向企业、商业机构和专业投资者开放，旨在提供通过机构级结构化信贷来获取比特币回报的机会。该基金的费用将低于传统的2%管理费和20%业绩费的对冲基金。（Hilbert Group，8.27）

香港金管局推出Ensemble项目沙盒以促进代币化应用^[19]

8月28日，据中新网报道，中国香港金融管理局（金管局）28日举行了Ensemble项目沙盒启动仪式，并宣布首阶段试验将涵盖固定收益和投资基金、流动性管理、绿色和可持续金融，及贸易和供应链融资四大代币化资产用例主题。金管局表示已完成构建沙盒，旨在利用实验型代币化货币促进银行同业结算，并集中研究代币化资产交易。（中新网，8.28）

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