CGI科技周报（2024第51周）| 微型机器人群的集体运输、敏捷多模式机器人、通用下肢外骨骼

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

-美国

-欧洲

科技动态

人工智能

Haptiknit：用于可穿戴触觉的分布式刚度编织^[1]

美国斯坦福CHARM实验室和麻省理工学院的研究团队提出了一种使用分布式刚度编织来实现可感知的图案化触觉的方法（Haptiknit），并开发了完全集成的一件式针织软气动触觉袖套。袖套由两个主要层组成，可实现两个数量级以上的刚度变化；嵌入的每个致动器可传输40N的力、带宽为14.5Hz；由一个不受束缚的气动供应系统供电，作为一个独立单元佩戴在上臂。评估表明Haptiknit改善了触摸定位，使用更少的致动器来传达社交触摸提示，且具有更便携和舒适的外形。（Science Robotics，12.18）

反事实奖励促进微型机器人群的集体运输^[2]

德国康斯坦茨大学的研究团队利用多智能体强化学习（MARL）开发了最多200个微型机器人的控制策略，机器人的运动由激光点单独控制。他们使用“反事实奖励”自动将奖励分配给单个微型机器人，促进了快速且无偏的训练。机器人群学习将大型货物集体运输到任意位置和方向，类似于蚁群，还能同时搬运多个物体，突出了分布式控制和独立运动的优势，且对机器人群体规模变化、故障单元以及环境噪声具有很强的鲁棒性。（Science Robotics，12.18）

具有结构化被动变形轮的敏捷多模式微型机器人^[3]

中国清华大学的研究团队设计了一种被动变形轮的架构，依靠仿生触手结构的非对称弯曲刚度在不同的几何配置下保持稳定。他们将轮子、电磁马达和柔性机身相结合，开发出一种高度紧凑和轻便的多模式微型机器人（长度约32mm，质量约4.74g），支持三种运动步态。它具有高运动速度（约21.2BL/s）、出色的灵活性、低功耗、高稳健性和强大的地形适应性，能够在混合地形中行驶。（Science Advances，12.18）

AI驱动的通用下肢外骨骼系统^[4]

美国斯坦福大学的研究团队提出了一种AI驱动的通用外骨骼系统，该系统可动态切换步行辅助类型，调节与地面坡度对应的辅助水平，并根据当前步态实时提供辅助。该系统在跑步机验证中将代谢成本降低了6.5%，而传统辅助降低了3.5%，在现实验证中表现出有效的调节和更高的用户偏好。它不需要单独的模式分类器，可在独立于用户的基础上运行，并在各种条件下立即部署。（Science Advances，12.18）

生物医药

石胆酸表型模拟卡路里限制的抗衰老作用^[5]

中国厦门大学的研究团队分析了热量限制（CR）期间丰度变化的代谢物及其功能验证，表明石胆酸（LCA）是单独重现小鼠CR效果的代谢物之一。LCA能够激活AMP活化蛋白激酶（AMPK）、增强肌肉再生、恢复握力和跑步能力。LCA还在秀丽隐杆线虫和果蝇中诱导延长寿命和改善健康的效果，由于两类生物无法合成LCA，这表明一旦被施用LCA就能传递信号效应。（Nature，12.18）

空间转录组时钟揭示大脑衰老中的细胞邻近效应^[6]

美国斯坦福大学的研究团队生成了一个空间分辨的单细胞转录组学大脑图谱，包含来自20个不同年龄段成年小鼠的420万个细胞，以及运动和部分重编程2种恢复活力的干预措施。他们利用空间衰老时钟（机器学习模型），识别衰老、恢复活力和疾病的空间和细胞类型特异性转录组指纹，发现T细胞随着年龄增长越来越多地渗入大脑，并表现出明显的促衰老邻近效应，而神经干细胞则表现出强烈的促再生邻近效应。该研究有助于衰老和疾病干预措施的有效性评估。（Nature，12.18）

现代能源

强风条件下的太阳能电池板倾斜角度优化^[7]

法国国立巴黎高等矿业学院的研究团队提出了一种独特的数值决策框架，用于保护太阳能电池板免受极端天气条件的影响。该框架将先进的风模拟与机器学习相结合，基于太阳能跟踪执行器来调整单个太阳能电池板的角度，并实现强风下的最佳保护。新方法将太阳能电池板视为独立的决策者，并确定创造性的数据驱动解决方案来最小化空气动力学作用，其保护效果相较此前基线高出几十个百分点。（AIP Publishing，12.17）

用于低温高压锂金属电池的四氢吡喃基弱溶剂化电解质^[8]

中国华中科技大学的研究团队设计了具有单齿位点的环状四氢吡喃（THP）作为溶剂，氟代碳酸乙烯酯（FEC）和硝酸锂（LiNO₃）作为低温锂金属电池（LMB）的添加剂。环状应变和单齿螯合效应使THP对Li⁺具有弱亲和力，从而加速了Li⁺脱溶过程并在低温下诱导阴离子衍生的电极/电解质界面，进一步提高了氧化稳定性并加快了界面离子的传输。这项研究表明，调节溶剂的螯合位点有助于优化电解质，从而实现低温LMB。（Advanced Energy Materials，12.17）

航空航天

超大质量黑洞阻止了古老星系中的恒星生长^[9]

日本早稻田大学的研究团队利用韦伯太空望远镜（JWST）的数据，研究了距离地球110亿光年的古老星系团“蜘蛛网原星系团”中的大质量星系，以验证超大质量黑洞在减缓恒星形成和使它们演变成巨型椭圆星系方面的作用。通过氢复合线的高分辨率图，他们发现具有活跃超大质量黑洞的大质量星系没有恒星形成的迹象，这意味着恒星的生长受到超大质量黑洞的严重阻碍。（Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters，12.18）

对26,000颗死亡恒星的调查证实了极端恒星行为的关键细节^[10]

美国约翰霍普金斯大学的研究团队使用了斯隆数字巡天数据中观测到的26,041颗DA白矮星，发现了温度依赖的质量-半径关系的有力证据，在固定半径或表面重力下，暖白矮星的引力红移始终大于冷白矮星。他们还发现暖白矮星的平均半径比冷白矮星大，平均表面重力比冷白矮星小。此研究使用的技术可以扩展到未来的调查中，以精确测试白矮星质量-半径关系，同时观测结果还有助于发现暗物质的迹象。（The Astrophysical Journal，12.18）

材料科技

超平、超柔金刚石膜的可扩展生产^[11]

中国香港大学的研究团队开发了一种利用胶带进行边缘暴露剥离的可扩展方法，能够大规模生产大面积（2英寸晶圆）、超薄（亚微米厚度）、超平（亚纳米表面粗糙度）和超柔性（可360°弯曲）的金刚石膜。制得的高质量膜具有平坦的可加工表面，支持标准的微制造技术，以及直接进行弹性应变工程和变形传感应用。这种单步方法有望加速电子、光子学和其他相关领域的商业化。（Nature，12.18）

用于可再生能源应用的三峰热能存储材料^[12]

澳大利亚莫纳什大学的研究团队通过整合潜热、热化学和显热三种能量储存模式，开发了首个“三峰”材料——硼酸和琥珀酸的共晶混合物在150℃左右发生转变，可逆热能吸收达到创纪录的394±5%J/g。该转变涉及硼酸成分的熔化，其脱水成偏硼酸和水，并溶解在液体中；保留液态使得偏硼酸在冷却时很容易重新水化并形成硼酸。该材料在1,000次加热-冷却循环中表现出热稳定性，其成本极低、环保且可持续，为高能量容量材料的开发开辟了新途径。（Nature，12.18）

量子信息

弦理论的光谱和散射的引导原理^[13]

美国纽约大学的研究团队发现了一种引导弦振幅的方法，即通过创建数学公式来构建它们。通过在散射振幅公式上施加特殊的数学条件，来描述粒子如何相互作用并最终形成，研究小组发现弦理论的振幅是唯一一致的答案。这种方法为分析弦振幅的独特性开辟了新的研究领域，研究概述的工具可用于研究弦理论的变形，并绘制出量子引力的可能性空间。（Physical Review Letters，12.17）

膨胀引起的氢原子纠缠^[14]

美国得克萨斯农工大学的研究团队证明了宇宙的动态膨胀导致氢原子超精细结构中出现自然纠缠。研究结果表明，当宇宙达到约2.5×10¹⁸秒（约800亿年）的临界年龄时，氢原子中的超精细结构纠缠自然开始，显示出一种称为“纠缠猝生”的特殊量子现象。这种膨胀引起的纠缠在大爆炸后约3.6×10¹⁸秒（约1,150亿年）时达到最大值。这项研究强调了纠缠等独特量子力学特征在宇宙尺度上的重要性。（Communications Physics，12.18）

数字网络前沿

英国将禁止公开发售加密货币^[15]

12月16日，英国金融行为监管局（FCA）发布文件表示，政府将制定法律，禁止公开发售加密货币。该法律将借鉴英国的促销规则，禁止未注册的加密货币公司接触英国客户，只有符合豁免条件的加密资产交易平台和产品才不受此限制。文件要求业界就其市场准入、披露要求以及市场滥用制度提出意见。（FCA，12.16）

Ethena推出由贝莱德BUIDL代币支持的稳定币^[16]

12月16日，据CoinDesk报道，去中心化金融（DeFi）项目Ethena表示其正在推出新的稳定币USDtb，旨在当加密市场转为熊市时帮助稳定该协议的旗舰代币USDe。USDtb代币由资产管理巨头贝莱德和代币化公司Securitize发行的代币化货币市场基金BUIDL支持，目标是保持1美元的稳定价格，并将其90%的储备金投入BUIDL。（CoinDesk，12.16）

Tether投资符合MiCA标准的稳定币发行商StablR^[17]

12月17日，加密公司Tether表示，已投资欧洲稳定币提供商StablR。StablR发行欧元和美元稳定币EURR和USDR，并于2024年7月在马耳他金融服务管理局获得了电子货币机构（EMI）许可证。Tether还将通过最近推出的代币化平台Hadron支持StablR的运营，提供合规、了解你的客户（KYC）、反洗钱（AML）检查、风险管理和二级市场生态系统监控等工具。（Tether，12.17）

Taurus与Temenos达成合作，为数千家银行提供加密钱包服务^[18]

12月18日，瑞士加密货币托管商Taurus与全球核心银行软件供应商Temenos达成战略合作，将Taurus的托管解决方案Taurus-PROTECT与Temenos核心银行业务完全集成。此次整合意味着Temenos客户可以直接从Temenos Core创建和管理加密钱包，并执行所有类型的数字资产托管业务，包括自动存款、转账和取款，以及数字资产的实时预订、对账和监管报告等。（Taurus，12.18）

4家虚拟资产交易平台获中国香港证监会发牌^[19]

12月19日，据路透社报道，中国香港证券及期货事务监察委员会按迅速发牌程序，向4家虚拟资产交易平台申请者发牌。获得发牌的4家平台分别为云账户大湾区科技（香港）有限公司、DFX Labs Company Limited、香港数字资产交易集团有限公司及Thousand Whales Technology（BVI）Limited。此前香港已有OSL数字证券有限公司等3家虚拟资产交易平台持牌，加上本次的4家，获得发牌的虚拟资产交易平台总数已达到7家。（Reuters，12.19）

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