Das Wetter ist so heiß, der Schweiß, den Sie schwitzen, kann nicht verschwendet werden! Experte: Gehen Sie Strom erzeugen

Hallo, meine lieben „akademischen Bakterien“, ich bin euer lieber akademischer König.

Letzte Woche war eine weitere „letzte Woche“, die vorbei ist.

Letzte Woche ging das neueste Erfolgsdrama „The Basic Law of Genius“ zu Ende. Das „mathematische Genie“ Lao Lin gewann mit seinem persönlichen Talent die Liebe vieler Zuschauer, doch einige aufmerksame Internetnutzer stellten fest, dass Lao Lin bei der Erklärung des Großen Fermatschen Theorems in einer Probestunde einen Fehler gemacht hatte. Ah~ Die Wissenschaft muss immer noch streng sein~

Beunruhigend ist, dass Experten herausgefunden haben, dass einige wissenschaftliche Arbeiten über Betrug auch zehn Jahre nach ihrer Rücknahme noch häufig zitiert werden. Sie forderten: „Nur wenn die wissenschaftliche Gemeinschaft wirkliche Maßnahmen ergreift, um zu verhindern, dass diese zurückgezogenen Arbeiten weiterhin zitiert werden, kann sie verhindern, dass die Menschen das Vertrauen in die gesamte wissenschaftliche Gemeinschaft verlieren.“

aber... Abgesehen davon, welche anderen heißen Neuigkeiten gab es letzte Woche? Lassen Sie uns kurz zusammenfassen:

1. Die ersten wissenschaftlichen Ergebnisse des Tianwen-1 Mars Energy Particle Analyzer wurden veröffentlicht

2. Neue Forschung zur Stromerzeugung aus Körpertemperatur! Wissenschaftler entwickeln neuen Wärmeleitungsgenerator, der effizient, langlebig und dehnbar ist

3. Das Wetter ist so heiß, der Schweiß, den Sie schwitzen, kann nicht verschwendet werden! Experte: Gehen Sie Strom erzeugen

4. Wissenschaftler haben erfolgreich Embryonen in vitro ohne Spermien, Eizellen oder Gebärmutter gezüchtet

5. Wissenschaft: Die US-amerikanische FDA wurde von ehemaligen Mitarbeitern gemeinsam beschuldigt: „Die gegenwärtigen Praktiken sind zu einem Hindernis für die globale Gesundheit geworden.“

6. Die Tsinghua-Universität ist führend in Forschung und Entwicklung und hat den weltweit größten offenen biomedizinischen Wissensgraphen ins Leben gerufen.

7. Yann LeCun kritisierte die Google-Forschung: Zielgerichtete Kommunikation gibt es schon lange, wo ist Ihre Innovation?

8. Das weltweit erste amphibische künstliche Sehsystem wird eingeführt. Es imitiert die Augen von Krabben und kann sowohl unter Wasser als auch an Land eingesetzt werden.

9. Das Purple Mountain Observatory entdeckt zwei neue erdnahen Asteroiden

10. USTC erreicht Fernverschränkung zwischen unabhängigen Quantenspeichern

11. Forschungsergebnisse zeigen, dass Graphen zum effizienten Recycling von Goldressourcen in Elektroschrott verwendet werden kann

Nachfolgend finden Sie eine detaillierte Version des Bildes und des Textes. Sie können es selektiv lesen ~

Die ersten wissenschaftlichen Ergebnisse des Tianwen-1 Mars Energy Particle Analyzer wurden veröffentlicht

Vor kurzem hat das Institut für Moderne Physik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften mit zahlreichen in- und ausländischen Einheiten zusammengearbeitet, um mithilfe des Mars-Partikelanalysators Tianwen-1 die ersten wissenschaftlichen Ergebnisse zu erzielen. Sie untersuchten und diskutierten ein solares hochenergetische Partikelereignis, das in der Erde-Mars-Transferbahn beobachtet wurde, basierend auf dieser Nutzlast.

Am 29. November 2020 beobachtete der Mars Energetic Particle Analyzer das erste große radial verteilte solare Teilchenereignis des 25. Sonnenaktivitätszyklus in einer Entfernung von 1,39 Astronomischen Einheiten (AE) von der Sonne in der Erde-Mars-Transferbahn.

Anschließend erstellten die Forscher eine Simulationssoftware und verwendeten simulierte Daten, um die Berechnungsergebnisse der Kalibrierung der zurückgesendeten Rohdaten zu vergleichen und zu überprüfen. Außerdem ermittelten sie die geometrischen Faktoren des Mars Energy Particle Analyzer für verschiedene Arten einfallender Partikel. Sie haben außerdem die Beziehung zwischen den abgetasteten Rohdaten und dem im Orbit beobachteten Energiespektrum geklärt und einen vollständigen Satz von Datenanalyse- und -verarbeitungsmethoden entwickelt, um die Zuverlässigkeit der Qualität der wissenschaftlichen Explorationsdaten sicherzustellen.

Die Studie ergab außerdem, dass die Formen der an den beiden Standorten beobachteten Protonenenergiespektren sehr ähnlich waren. Beide zeigten Spektren mit doppelter Potenzfunktion. Auch ihre Protonenintensitäts-Zeit-Kurven zeigten während der Zerfallsphase solarer hochenergetischer Teilchenereignisse ähnliche Entwicklungstrends, was auf ein typisches Reservoirphänomen hindeutet. Die Studie lässt darauf schließen, dass das doppelte Potenzgesetz-Energiespektrum wahrscheinlich im Quellbereich der Stoßwellenbeschleunigung erzeugt wird und dass der vertikale Diffusionseffekt während des Ausbreitungsprozesses der Schlüsselfaktor zur Erklärung des Reservoirphänomens bei diesem Ereignis ist. Darüber hinaus wurde in der Studie auch die radiale Korrelation der Spitzenintensität solarer hochenergetischer Teilchenereignisse und die Korrelation der Länge der magnetischen Feldlinien erörtert.

Während dieses solaren Hochenergie-Partikelereignisses waren die Daten des Mars Energy Particle Analyzers und der erdnahen Raumsonden sehr konsistent. Dies deutet darauf hin, dass die Funktionen und die Leistung des Instruments des Mars Energy Particle Analyzers den Konstruktionserwartungen entsprechen und die vom Instrument gemessenen Daten von zuverlässiger Qualität sind. Dies stellt eine gute Grundlage für die nachfolgende Forschung zu Marserkundungsdaten dar und wird den Wissenschaftlern voraussichtlich dabei helfen, die Strahlungsumgebung des Mars besser zu verstehen und Erkundungsmissionen im Weltraum zu planen.

Quelle: Chinesische Akademie der Wissenschaften

Link zum Artikel:

https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ac80f5

Neue Forschung zur Stromerzeugung aus Körpertemperatur! Wissenschaftler entwickeln neuen Wärmeleitungsgenerator, der effizient, langlebig und dehnbar ist

Kürzlich hat ein Forschungsteam der University of Washington einen hocheffizienten, dehnbaren Wärmeleitungsgenerator aus anorganischen Halbleitern und gedruckten multifunktionalen weichen Materialien entwickelt (klicken Sie für Details), der großes Anwendungspotenzial in selbstversorgenden tragbaren elektronischen Geräten, thermischen Tastsensoren, weichen Robotern und der Mensch-Computer-Interaktion hat.

Abbildung | Tragbarer Wärmeleitungsgenerator aus 3D-gedruckten multifunktionalen Elastomer-Verbundwerkstoffen

Es wird berichtet, dass dieser flexible, tragbare Wärmeleitungsgenerator nicht nur Körperwärme in elektrische Energie umwandeln kann, sondern auch weich, dehnbar, stark und effizient ist. In früheren Studien war es schwierig, diese Merkmale vollständig zu kombinieren.

Darüber hinaus kann der TCG-Prototyp auch nach mehr als 15.000 Dehnungszyklen bei 30 % Dehnung noch seine volle Funktionalität behalten und die Leistungsdichte des TCG ist 6,5-mal höher als die früherer dehnbarer TCGs.

Ein einzigartiges Merkmal dieser Studie ist, dass der gesamte Produktionsprozess abgedeckt wird, von der Materialsynthese bis hin zur Geräteherstellung und -charakterisierung. Dies gibt dem Forschungsteam die Freiheit, neue Materialien zu entwerfen, kreativ zu werden und jeden Schritt im Produktionsprozess zu konstruieren.

Link zum Artikel:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.202201413

Das Finale von "Das Grundgesetz des Genies" ist, dass das "mathematische Genie" Lao Lin einen Satz falsch verstanden hat

Einige aufmerksame Internetnutzer entdeckten, dass das „mathematische Genie“ Lao Lin in der 23. Folge von „Das Grundgesetz des Genies“ nicht sehr gewissenhaft war, als er in einer Probestunde eine Geschichte über den Großen Fermatschen Satz erzählte. Er interpretierte die positive ganze Zahl als ganzzahlige Lösung und die n-te Potenz als n.

Also, was ist der Große Fermatsche Satz?

Jeder, der ebene Geometrie studiert hat, weiß, dass die Summe der Quadrate der beiden Seiten eines rechtwinkligen Dreiecks (a, b) gleich dem Quadrat der Hypothenuse (c) ist. Es kann bewiesen werden, dass es unendlich viele Kombinationen ganzer Zahlen von a, b und c gibt. Was passiert also, wenn wir den Exponenten in der obigen Formel durch andere ganze Zahlen ersetzen?

Um 1637 behauptete der französische Gelehrte Fermat beim Lesen der lateinischen Übersetzung der Arithmetik des Diophantus, dass die Gleichung xⁿ + yⁿ = zⁿ für x, y, z keine positive ganzzahlige Lösung hat, wenn die ganze Zahl n > 2 ist. Dies ist der Große Fermatsche Satz.

Obwohl sich in den darauffolgenden 350 Jahren viele herausragende Mathematiker mit dieser Theorie beschäftigten, gelang es niemandem, die Vermutung zu beweisen oder Gegenbeispiele zu ihrer Widerlegung zu liefern.

Erst 1994 gelang es dem britischen Mathematiker Andrew Wiles, die Vermutung anhand früherer Forschungen in siebenjähriger Arbeit endgültig zu beweisen und wurde dafür 2016 mit dem Abel-Preis ausgezeichnet.

Quelle: Science and Technology Daily

Das Wetter ist so heiß, der Schweiß, den Sie schwitzen, kann nicht verschwendet werden! Experte: Gehen Sie Strom erzeugen

Schweiß hat die Funktion, den Körper abzukühlen, die Haut zu schützen und Abfallstoffe auszuscheiden. Allerdings verursachen überentwickelte Schweißdrüsen bei den Betroffenen oft Beschwerden: Klebrige, schweißdurchtränkte Kleidung ist nicht nur unangenehm, sondern kann auch einen „unangenehmen“ Geruch abgeben.

Salziger Schweiß hat jedoch noch eine weitere wunderbare Verwendung: die Erzeugung von Elektrizität.

Kürzlich erklärte ein Forschungsteam der University of Massachusetts Amherst (UMass Amherst), dass der von ihnen entwickelte neue Typ eines stromerzeugenden Biofilms die Branche der tragbaren elektronischen Geräte revolutionieren und persönliche medizinische Sensoren, persönliche elektronische Geräte usw. langfristig und kontinuierlich mit Strom versorgen werde.

Abbildung ｜ Aktuelles Foto (links) und schematische Darstellung (rechts) des neuen Biofilms

Der Studie zufolge wird der etwa blattpapierdicke Biofilm auf natürliche Weise von einem modifizierten Stamm des Bakteriums Geobacter sulfurreducens (G. sulfurreducens) produziert. Im Vergleich zu früheren Studien kann dieser neue Biofilm nicht nur genauso viel oder sogar mehr Energie liefern wie eine Batterie gleicher Größe, sondern auch kontinuierlich arbeiten, ohne dass eine „Fütterung“ erforderlich ist.

Dieser transparente, kleine, dünne und flexible Biofilm kann wie ein Pflaster direkt auf die Haut geklebt werden und erzeugt kontinuierlich stabilen Strom.

Link zum Artikel:

https://www.nature.com/articles/s41467-022-32105-6

Der Schaden ist endlos! Zehn Jahre nach dem Widerruf des gefälschten Papiers wird es immer noch häufig zitiert

Bedeutet der Widerruf für eine wissenschaftliche Betrugsarbeit das Ende ihres „Schicksals“? Zumindest sieht die Realität anders aus. Es kann sein, dass es in nachfolgenden Arbeiten wiederholt zitiert wird und die Forschung weiterhin in die Irre führt.

Der Fall des akademischen Betrugs des berühmten amerikanischen Anästhesisten Scott Reuben sorgte einst für Aufsehen. Die Daten in mindestens 20 seiner Arbeiten wurden teilweise oder sogar vollständig manipuliert und schließlich wurden 25 seiner Arbeiten zurückgezogen. Eine in diesem Jahr veröffentlichte Studie ergab jedoch, dass Reubens Artikel zehn Jahre nach dem Rückzug des Artikels noch 420 Mal zitiert worden war, 360 Mal davon aus dem zurückgezogenen Artikel.

Sind sich die Autoren, die die zurückgezogenen Artikel zitiert haben, dessen bewusst? Ein kürzlich in der Fachzeitschrift Anesthesiology veröffentlichter Übersichtsartikel liefert die Antwort. Die Umfrage ergab, dass fast 90 % der über 400 korrespondierenden Autoren, die die problematischen Arbeiten zitierten, keine Ahnung hatten, dass diese Arbeiten zurückgezogen worden waren.

Branchenkenner forderten in diesem Zusammenhang: Nur wenn die Wissenschaftsgemeinschaft wirkliche Maßnahmen ergreift, um zu verhindern, dass diese zurückgezogenen Arbeiten weiterhin zitiert werden, könne sie „verhindern, dass die Menschen das Vertrauen in die gesamte Wissenschaftsgemeinschaft verlieren“.

Quelle: ScienceNet

Link zum Artikel:

https://doi.org/10.1097/ALN.0000000000004302

Wissenschaftlern gelingt die Erzeugung von Embryonen in vitro ohne Spermien, Eizellen oder Gebärmutter

Es ist seit langem bekannt, dass embryonale Stammzellen das Potenzial haben, sich zu Organen oder Embryonen zu entwickeln, doch Wissenschaftlern ist es nie gelungen, diesen Prozess in vitro durchzuführen. Sogar die Synthese eines Embryomodells aus embryonalen Stammzellen in vitro ist schwierig. Es gibt zwei Hauptschwierigkeiten:

Einerseits handelt es sich bei manchen embryonalen Stammzellen (die pluripotent sind) um unbefruchtete Eizellen (die totipotent sind). Um mit ihrer Hilfe ein Embryomodell mit unterschiedlichen Zellen zu synthetisieren, ist es notwendig, deren Differenzierungsfähigkeit weiter zu stimulieren. Andererseits ist die In-vitro-Kulturumgebung komplex und die künstliche Gebärmutter kann eine für das Zellwachstum geeignete Umgebung nicht vollständig simulieren.

Kürzlich erklärten der Stammzellenforscher Jacob Hanna und andere in einem in der maßgeblichen wissenschaftlichen Zeitschrift Cell veröffentlichten Artikel, dass sie weder Spermien, Eizellen noch Gebärmutter, sondern lediglich Stammzellen verwendet hätten, um ein synthetisches Mausembryomodell zu züchten. Den experimentellen Ergebnissen zufolge verfügt der synthetische Embryo nicht nur über ein schlagendes Herz, sondern auch über eigene Neuralfalten, einen Vorderdarm, Blutinseln und andere Strukturen.

Einer der wichtigsten Durchbrüche dieser Studie ist die erfolgreiche Fähigkeit embryonaler Stammzellen, selbstständig eine vollständige Gastrula-Struktur einschließlich des Embryos und extraembryonaler Gewebe (Plazenta usw.) zu erzeugen und sogar von der Gastrula bis zum frühen Stadium der Organbildung fortzuschreiten (E8.5).

Allerdings weist diese Studie auch gewisse Einschränkungen auf. Beispielsweise wurde in dieser Studie nur der achte Tag der Entwicklung des synthetischen Embryos betrachtet, also das frühe Stadium der Embryonalentwicklung (eine vollständige Schwangerschaftsperiode bei Mäusen beträgt 20 Tage).

Gleichzeitig liegt die Erfolgsrate dieser Methode bei lediglich 0,5 % – nur etwa 50 von 10.000 Zellhaufen können sich erfolgreich zu Embryonen zusammenfügen, und der Rest kann sich nicht normal entwickeln. Darüber hinaus wurden die kultivierten Embryonen im Rahmen des Experiments nicht zurück in die Gebärmutter der Maus übertragen, um zu versuchen, dort Leben zu entwickeln.

Inhaltsquelle: Quantum Bit

Link zum Artikel:

https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(22)00981-3

Wissenschaft: Die US-amerikanische FDA wurde von ehemaligen Mitarbeitern gemeinsam beschuldigt: „Die gegenwärtigen Praktiken sind zu einem Hindernis für die globale Gesundheit geworden.“

Während der COVID-19-Pandemie hat die US-amerikanische Food and Drug Administration (FDA) durch ihre Überprüfungen von COVID-19-bezogenen Studien, Medikamenten und Impfstoffen eine große Menge an Daten erhalten.

In einem Artikel in der Policy-Forum-Kolumne der renommierten Fachzeitschrift Science wiesen vier ehemalige FDA-Mitarbeiter jedoch gemeinsam darauf hin, dass die langjährige Geheimhaltungspraxis der FDA die Weitergabe wichtiger Daten an Regulierungsbehörden in aller Welt, insbesondere in Ländern mit niedrigem und mittlerem Einkommen, behindert habe. Erwähnenswert ist, dass diese vier Branchenexperten alle bei der FDA gearbeitet haben, wobei die längste Dienstzeit 24 Jahre betrug. Sie sind:

Murray Lumpkin, stellvertretender Direktor für Regulierungsangelegenheiten bei der Bill & Melinda Gates Foundation; Margaret A. Hamburg, Vorsitzende der Bio-Beratungsgruppe der Nuclear Threat Initiative (NTI); William B. Schultz, Partner der Anwaltskanzlei Zuckerman Spaeder; und Joshua M. Sharfstein, stellvertretender Dekan für öffentliche Gesundheitspraxis und gesellschaftliches Engagement an der Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health.

Laut Lumpkin und anderen hat die anhaltende COVID-19-Pandemie gezeigt, dass die FDA durch ihre jahrzehntelange Informationsweitergabepraxis isoliert wurde und die Fähigkeit anderer Länder untergraben wurde, ihre Informationen zu nutzen, um zuverlässige und schnelle Regulierungsentscheidungen zu kritischen Fragen der öffentlichen Gesundheit zu treffen.

Gleichzeitig sind Lumpkin und andere der Ansicht, dass es notwendig sei, eine Transparenzpolitik zu etablieren, damit die FDA mehr Daten mit anderen Regulierungsbehörden auf der ganzen Welt teilen kann. Die neue Politik wird die wissenschaftliche und regulatorische Führungsrolle der USA stärken und die globale Gesundheit voranbringen.

Link zum Artikel:

https://www.science.org/doi/10.1126/science.abq4981

Die Tsinghua-Universität ist führend in Forschung und Entwicklung und hat den weltweit größten offenen biomedizinischen Wissensgraphen ins Leben gerufen.

BIOS, ein gemeinsam mit der Tsinghua-Universität entwickeltes Ontologiesystem für biomedizinische Informatik, hat sich zum weltweit größten offenen biomedizinischen Wissensgraphen entwickelt

Der groß angelegte offene biomedizinische Wissensgraph BIOS (Biomedical Informatics Ontology System), der gemeinsam von der Forschungsgruppe von Associate Professor Yu Sheng vom Center for Statistics Research der Tsinghua University und dem AI Platform Technology Research Center des Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area Digital Economy Research Institute (IDEA) entwickelt wurde, wurde umfassend aktualisiert und ist zum weltweit größten offenen biomedizinischen Wissensgraphen geworden.

Das von den USA entwickelte Unified Medical Language System (UMLS) war schon immer der Maßstab für biomedizinische Wissensgraphen. Aufgrund des Mangels an groß angelegten, frei zugänglichen biomedizinischen Wissensgraphen im chinesischen Bereich fehlt es der inländischen medizinischen Big-Data-Analyse an einer Plattformgrundlage und die wissenschaftliche Forschung und technologische Entwicklung sind stark eingeschränkt. Gleichzeitig ist UMLS, das auf der Integration mehrerer Datenbanken und der Zusammenstellung durch Experten basiert, zunehmend veraltet und seine Datenqualität und Entwicklungsgeschwindigkeit können den Anforderungen des Zeitalters von Big Data und künstlicher Intelligenz nicht mehr gerecht werden.

BIOS ist der erste groß angelegte offene biomedizinische Wissensgraph, der vollständig durch Algorithmen des maschinellen Lernens generiert wird. Die Begriffsfindung, die semantische Analyse, die Konzeptgenerierung, die Beziehungsfindung und die sprachübergreifende Ausrichtung werden alle automatisch vom Modell durchgeführt. Bei diesem Update hat das Forschungs- und Entwicklungsteam die Algorithmustechnologie auf Grundlage realer Datenergebnisse kontinuierlich verbessert, sodass die neue BIOS-Version ein enormes Volumen von 28,48 Millionen Konzepten und 54,56 Millionen Begriffen (33,48 Millionen auf Englisch und 21,08 Millionen auf Chinesisch) erreicht hat und die Qualität der Terminologie weiter verbessert wurde.

In nur eineinhalb Jahren ist BIOS auf ein Vielfaches der Größe von UMLS angewachsen, was nicht nur die schwierige Situation des Mangels an groß angelegten offenen biomedizinischen Wissensgraphen im chinesischen Bereich umkehrte, sondern auch das enorme Potenzial der künstlichen Intelligenz voll zur Geltung brachte.

Quelle: Tsinghua-Universität

Yann LeCun kritisiert Google-Forschung: Zielgerichtete Kommunikation gibt es schon lange, wo ist Ihre Innovation?

Ende letzten Monats schlug Google AI in seiner neuen Forschung LocoProp: Verbesserung von BackProp durch lokale Verlustoptimierung ein allgemeines hierarchisches Verlustkonstruktionsframework LocoProp für mehrschichtige neuronale Netzwerke vor, das eine Leistung nahe der Methode zweiter Ordnung erreichte, während nur Optimierer erster Ordnung verwendet wurden. Darüber hinaus ist ihre Methode zur Konstruktion lokaler Verluste die erste, die quadrierte Verluste als lokalen Verlust verwendet.

Der Turing-Preisträger Yann LeCun und andere haben jedoch Fragen aufgeworfen und gesagt, dass es viele Versionen der Zielausbreitung gebe, von denen einige bis ins Jahr 1986 zurückverfolgt werden könnten, und was der Unterschied zwischen Googles LocoProp und diesen sei.

Haohan Wang, der bald Assistenzprofessor an der UIUC wird, stimmte LeCuns Frage zu. Er sagte, er sei manchmal überrascht, warum manche Autoren dachten, eine so einfache Idee sei eine historische Neuheit. Vielleicht haben sie etwas anders gemacht, aber das PR-Team konnte es kaum erwarten, herauszukommen und alles zu behaupten …

Manche Leute sind jedoch von LeCun nicht beeindruckt und glauben, dass er außerhalb des Wettbewerbs Fragen aufwirft und sogar einen Streit provoziert. LeCun antwortete, indem er behauptete, dass seine Zweifel nichts mit Wettbewerb zu tun hätten, und verwies auf das Beispiel ehemaliger Mitglieder seines Labors, etwa Marc'Aurelio Ranzato, Karol Gregor und Koray Kavukcuoglu, die alle eine Form der Zielausbreitung verwendet hatten und jetzt bei DeepMind arbeiten.

Was halten Sie von LeCuns Aussage?

Quelle: Synchronisiert

Das weltweit erste amphibische künstliche Sehsystem wurde entwickelt, das die Augen von Krabben imitiert und sowohl unter Wasser als auch an Land eingesetzt werden kann

Künstliche Sichtsysteme waren schon immer eine der Kerntechnologien im Bereich des autonomen Fahrens. Derzeit werden alle künstlichen Sehsysteme ausschließlich an Land oder unter Wasser entwickelt und das Sichtfeld beträgt im Allgemeinen nur 180 Grad.

Für Roboter, die sowohl an Land als auch unter Wasser operieren müssen, ist ein amphibisches Computer-Vision-System, das zwischen Land- und Unterwassermodus wechseln kann, sehr wichtig.

Kürzlich haben das MIT Computer Science and Technology Laboratory (CSAIL), das Gwangju Institute of Science and Technology (GIST) und die Seoul National University in Südkorea ein neues künstliches Sehsystem entwickelt, das von Winkerkrabben inspiriert ist. Es kann sowohl an Land als auch im Wasser verwendet werden und verfügt außerdem über ein 360-Grad-Rundumsichtfeld, was sehr cool ist.

Die Hornhaut von Winkerkrabben ist flach und hat einen variablen Brechungsindex, der den Defokussierungseffekt durch Veränderungen in der äußeren Umgebung ausgleichen kann – für andere Tiere mit Facettenaugen stellt dies eine enorme Einschränkung dar.

Um die Augen von Winkerkrabben nachzuahmen, kombinierten die Forscher ein Mikrolinsenarray mit abgestuftem Brechungsindex und ein flexibles kammförmiges Silizium-Fotodiodenarray auf einer sphärischen Struktur. Es wird berichtet, dass dieses System zur Entwicklung unkonventioneller Anwendungen verwendet werden kann, wie etwa Panorama-Bewegungserkennung und Hindernisvermeidung in sich verändernden Umgebungen sowie Augmented Reality und Virtual Reality.

Quelle: Big Data Digest

Link zum Artikel:

https://www.nature.com/articles/s41928-022-00789-9

Das Purple Mountain Observatory entdeckt zwei neue erdnahen Asteroiden

Ende letzten Monats gab das Internationale Astronomische Zentrum eine Erklärung heraus, in der es bestätigte, dass das Purple Mountain Observatory der Chinesischen Akademie der Wissenschaften am 23. und 24. Juli zwei neue erdnahen Asteroiden entdeckt hat – 2022 OS1 und 2022 ON1. Beide Asteroiden wurden vom Near-Earth Object Telescope am Xuyi Near-Earth Object Observatory des Purple Mountain Observatory beobachtet. Bisher hat das Teleskop 32 erdnahen Asteroiden entdeckt.

Der Asteroid 2022 OS1 hatte zu diesem Zeitpunkt eine scheinbare Helligkeit von etwa 20,9, eine scheinbare Bewegungsgeschwindigkeit von 0,895 Grad/Tag und einen geschätzten Durchmesser von 230 m. Der Asteroid 2022 ON1 hatte zu diesem Zeitpunkt eine scheinbare Helligkeit von etwa 20,5, eine scheinbare Bewegungsgeschwindigkeit von 0,681 Grad/Tag und einen geschätzten Durchmesser von etwa 45 m. Die scheinbaren Bewegungsgeschwindigkeiten der beiden erdnahen Asteroiden sind viel höher als die gewöhnlicher Hauptgürtel-Asteroiden. Durch gemeinsam genutzte datengesteuerte Folgebeobachtungen durch nationale und internationale Beobachtungsgeräte wurden die Bahnparameter von 2022 OS1 und 2022 ON1 bestimmt und bestätigt, dass es sich um zwei erdnahen Asteroiden vom Typ Amor handelt.

Das Near-Earth Object Telescope des Purple Mountain Observatory ist derzeit das einzige spezielle Gerät zur Überwachung erdnaher Objekte in meinem Land und zugleich das einzige Backbone-Gerät meines Landes, das dem International Asteroid Warning Network (IAWN) beitritt, um Daten auszutauschen. Was die Forschung zu Überwachungs- und Frühwarnmethoden für erdnahe Asteroiden sowie zu den operativen Fähigkeiten betrifft, hat das Purple Mountain Observatory gute Vorbereitungen getroffen und eine solide Grundlage für den Betrieb des Überwachungs- und Frühwarnnetzwerks für erdnahe Objekte der nächsten Generation gelegt, um die Überwachungs- und Frühwarnfähigkeiten meines Landes für erdnahe Asteroiden systematisch zu verbessern.

Quelle: Purple Mountain Observatory

USTC erreicht Fernverschränkung zwischen unabhängigen Quantenspeichern

Die Grundeinheit eines Quantennetzwerks ist die Fernverschränkung zweier Knoten. Durch die Verwendung der Quantenspeichertechnologie zur Speicherung von Photonen werden effiziente Verschränkungsverbindungen zwischen verschiedenen Knoten möglich. Der Aufbau einer Verschränkung zwischen Speichern und die Vergrößerung der Distanz zwischen Knoten war schon immer ein Forschungsschwerpunkt im Bereich der Quantennetzwerke. Im realisierten Doppelknoten-Verschränkungsexperiment beträgt die längste geradlinige Entfernung nur 1,3 Kilometer.

Kürzlich kombinierten Pan Jianwei und seine Kollegen Bao Xiaohui, Zhang Qiang und andere von der University of Science and Technology of China die langlebige Kaltatom-Quantenspeichertechnologie mit der Quantenfrequenzkonvertierungstechnologie. Dabei nutzten sie vor Ort Glasfaserkabel, um eine Verschränkung zwischen unabhängigen Quantenspeicherknoten herzustellen, die in einer geraden Linie 12,5 Kilometer voneinander entfernt sind.

In dieser Studie befindet sich Knoten A im Innovationsindustriepark der Stadt Hefei und Knoten B auf dem Ostcampus des USTC. Beide sind durch 20,5 Kilometer Glasfaser verbunden. Das Team erzeugte langlebiges Licht und Atomverschränkung am Knoten A und schickte das erzeugte einzelne Photon nach der Frequenzumwandlung an Knoten B. Knoten B wandelte das empfangene Photon erneut um und speicherte es in einem anderen Quantenspeicher.

Das Forschungsteam nutzte lasergekühlte Rubidiumatome zur Quantenspeicherung. Die Photonenwellenlänge beträgt 795 Nanometer, was für die Übertragung in langen Glasfasern nicht geeignet ist. Mithilfe eines periodisch polarisierten Lithiumniobat-Wellenleiters, der vom Jinan Quantum Research Institute entwickelt wurde, verschob das Team die Wellenlänge der Photonen auf 1342 Nanometer und reduzierte so die Dämpfung der Photonen in langen Glasfasern erheblich. Eine weitere Schwierigkeit dieser Arbeit liegt in der langlebigen Quantenspeicherung, bei der die Speicherlebensdauer die Photonenübertragungszeit überschreiten muss. Zu diesem Zweck entwickelte das Team ein neues Schema zur Erzeugung einer Verschränkung zwischen Licht und Atomen. Während eine lange Speicherdauer erreicht wird, werden die erzeugten Photonenbits im zeitlichen Freiheitsgrad kodiert, was sich sehr gut für die Frequenzumwandlung und Fernübertragung eignet.

Auf dieser Grundlage gelang es dem Forschungsteam, eine Fernverschränkung zwischen unabhängigen Erinnerungen zu erreichen. Diese Arbeit legt den Grundstein für den anschließenden Aufbau von Prototypsystemen für Quantennetzwerke mit mehreren Knoten, für Tests der Quantenphysik sowie für die Erforschung der geräteunabhängigen Quantenschlüsselverteilung und anderer Anwendungen. Die damit verbundene Forschungsarbeit wurde vom Ministerium für Wissenschaft und Technologie der Provinz Anhui, der National Natural Science Foundation of China, dem Hefei National Laboratory usw. unterstützt.

Quelle: Universität für Wissenschaft und Technologie von China

Link zum Artikel:

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.050503

Forschungsergebnisse: Graphen kann zur effizienten Rückgewinnung von Goldressourcen aus Elektroschrott genutzt werden

Gold ist ein guter Stromleiter und wird häufig in der Elektronik und in Konsumgütern verwendet. Angesichts der zunehmenden Verbreitung elektronischer Produkte ist Elektroschrott zu einer der größten Herausforderungen für die globale nachhaltige Entwicklung geworden. Daher ist die Rückgewinnung von Goldressourcen aus Elektroschrott für die Verwirklichung der Entwicklung einer Kreislaufwirtschaft von großer Bedeutung.

Kürzlich entdeckten Su Yang, Assistenzprofessor an der Shenzhen International Graduate School der Tsinghua-Universität, Cheng Huiming, Professor an der Shenzhen University of Science and Technology (in Vorbereitung) und den Shenzhen Institutes of Advanced Technology der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, sowie Andre Geim, Nobelpreisträger für Physik und Professor am Geim Graphene Center der Universität Manchester und der Shenzhen International Graduate School der Tsinghua-Universität und andere, dass ein auf Basis von reduziertem Graphenoxid hergestelltes Graphenmaterial über eine extrem starke Fähigkeit verfügt, Spuren von Goldressourcen aus Elektroschrott zu extrahieren. Ohne dass externe Energie und andere Materialien und Chemikalien erforderlich sind, kann dieses Graphenmaterial Goldionen schnell adsorbieren und sie gleichzeitig reduzieren, um reine Goldpartikel zu erhalten.

Die Studie ergab, dass die Mikrostruktur dieses Graphenmaterialtyps seine Adsorptionsleistung für Gold bestimmt und dass der gemeinsame Effekt seines Graphenbereichs und seines sauerstoffhaltigen funktionellen Gruppenbereichs (Oxidationszone) der Schlüssel zum Erreichen seiner hervorragenden Goldadsorptions- und -extraktionsleistung ist. Die Graphenregion kann Goldionen spontan zu metallischem Gold reduzieren. Gleichzeitig sorgt die Oxidationszone für eine gute Dispersion, wodurch die große spezifische Oberfläche des Graphens und eine effiziente Adsorption der Goldionen gewährleistet werden. Darüber hinaus können Graphenmaterialien eine präzise selektive Adsorption von Goldionen erreichen. Durch die Regulierung des Protonierungsprozesses seiner sauerstoffhaltigen Funktionsgruppen kann Graphen Gold präzise aus Elektroschrott extrahieren, ohne andere gleichzeitig vorhandene Metallelemente zu adsorbieren.

Darüber hinaus hat das Team ein kontinuierliches Goldadsorptionsverfahren auf Basis von Graphenfolie entwickelt, das für die Produktion im großen Maßstab geeignet ist und mit dem sich Goldressourcen effizient und kontinuierlich aus Elektroschrott zurückgewinnen lassen. Es ist erwähnenswert, dass die Kosten für handelsübliches Graphenoxid als Rohmaterial viel niedriger sind als der Preis für Gold. Daher ist dieses Graphenmaterial für eine Anwendung im großen Maßstab wirtschaftlich machbar und bietet eine neue Lösung für die doppelte Herausforderung der nachhaltigen Entwicklung von Goldressourcen und des Recyclings von Elektroschrott.

Quelle: Tsinghua-Universität

Link zum Artikel:

https://www.nature.com/articles/s41467-022-32204-4