自扭矩光線能以螺旋方式傳播

由來自西班牙和美國的科研團隊宣布，他們發(fā)現(xiàn)了光的一種新特性——自扭矩，這種特性以前未被任何人預測過。光擁有的一些眾所周知的特性，如波長、自旋等。同時，光也可以扭曲，這種屬性被稱為角動量?？茖W家們認為，擁有高度結(jié)構(gòu)化角動量的光束具有軌道角動量（OAM），他們將這種光束稱為渦旋光束。渦旋光束看起來就像一個圍繞共同中心旋轉(zhuǎn)的螺旋，當其撞擊一個平坦表面時，它們看起來像甜甜圈那樣的圓環(huán)。

他們首先朝氬氣云發(fā)射兩束激光，這樣做迫使光束重疊，它們連接起來并作為單個光束從氬氣云的另一側(cè)釋放出來，結(jié)果形成了一種渦旋光束?？茖W家們想弄清，如果激光擁有不同軌道角動量且它們稍微不同步時會發(fā)生什么。實驗最終產(chǎn)生了一束看起來像開瓶器、且扭曲情況逐漸變化的光束。當這束光撞到一個平坦表面時，它看起來像一輪新月。研究人員指出，從另一個角度來看，光束前面的單個光子圍繞其中心軌道運行的速度比其后面的光子慢，他們將新屬性稱為自扭矩。

三手煙有損細胞DNA和線粒體

美國加州大學河濱分校的一項臨床研究表明，三手煙的危害不容忽視，其會改變?nèi)祟惐巧掀ぜ毎幕虮磉_，進而對這些細胞造成損害。所謂的三手煙，是指煙民吸煙后殘留在衣服、頭發(fā)、皮膚表面及周遭環(huán)境中的煙草殘留物。這些殘留物會存在幾天甚至數(shù)月，并融入空氣中，被不吸煙者被動地吸入。一個人的生活環(huán)境中若有煙民存在，那么他就很難完全避免接觸三手煙。在現(xiàn)實生活中，此類被動吸煙的現(xiàn)象比二手煙更普遍。

不吸煙的人只要持續(xù)吸入三手煙3個小時，其鼻上皮細胞的基因表達就會出現(xiàn)顯著變化。三手煙中的有害殘留物會改變細胞中與氧化應激相關(guān)的通路，損害DNA，其潛在的長期后果很可能是癌癥。研究人員稱，雖然3個小時的三手煙暴露基本上不可能導致癌癥，但如果一個人在充斥著三手煙的環(huán)境中長期生活，其健康會受到嚴重影響。此外，研究人員還發(fā)現(xiàn)，短時間的三手煙暴露也會影響線粒體，若不控制則會導致細胞死亡。

帕金森病起源于腸道

美國研究人員通過小鼠實驗，發(fā)現(xiàn)了帕金森病起源于腸道細胞并經(jīng)身體神經(jīng)元上行傳遞到大腦的證據(jù)。帕金森病的最大特征在于大腦細胞中錯誤折疊的α—突觸核蛋白的累積。約翰·霍普金斯大學開展的新研究基于德國神經(jīng)解剖學家黑闊·布雷克2003年的觀察結(jié)果，即患有帕金森病的人，其控制腸道的中樞神經(jīng)系統(tǒng)部位也積聚了錯誤折疊的α—突觸核蛋白。

研究人員將實驗室中合成的25微克錯誤折疊的α—突觸核蛋白注入數(shù)十只健康小鼠的腸道，并在注射后1個月、3個月、7個月和10個月對小鼠腦組織進行取樣分析。證據(jù)表明，α—突觸核蛋白開始出現(xiàn)在迷走神經(jīng)與腸道相連的地方，并繼續(xù)擴散到大腦各個部位。研究人員隨后切除了一組小鼠的迷走神經(jīng)，并將錯誤折疊的α—突觸核蛋白注入其內(nèi)臟。經(jīng)過7個月的觀察發(fā)現(xiàn)，迷走神經(jīng)斷裂的小鼠并沒有表現(xiàn)出完整迷走神經(jīng)小鼠身上的細胞死亡現(xiàn)象。這表明，切斷神經(jīng)似乎可以阻止錯誤折疊蛋白的進展。

新型海水淡化系統(tǒng)效率提高50%

美國萊斯大學利用廉價塑料透鏡將太陽光聚焦到“熱點”，將太陽能海水淡化系統(tǒng)的效率提高了50%以上。研究人員表示，提高太陽能海水凈化系統(tǒng)性能的典型方法是增加太陽能聚光器并帶來更多光線。而新方法的最大區(qū)別在于使用相同數(shù)量的光，也可低成本地重新分配電力，并大幅提高純凈水的生產(chǎn)率。在傳統(tǒng)的膜蒸餾中，膜的溫差和由此產(chǎn)生的清潔水產(chǎn)量隨膜的尺寸增加而減小。萊斯大學新研發(fā)的納米光子太陽能膜蒸餾（NESMD）技術(shù)，通過使用光吸收納米粒子，將膜本身轉(zhuǎn)變?yōu)樘柲茯?qū)動的加熱元件解決此難題。

NESDM技術(shù)利用入射光強度和蒸氣壓之間固有的、以前未被認識的非線性關(guān)系。非線性改進來自將太陽光聚焦成微小的斑點，將光線集中于膜上的微小點會導致熱量的線性增加，但加熱產(chǎn)生蒸氣壓的非線性增加，增加的壓力迫使更多純化的蒸氣在更短時間通過膜。研究人員表示，基于是全球一半以上的人口處于缺水狀況，非線性高效太陽能蒸餾技術(shù)可極大改善這些人的生活。

我國研制出最大的火箭分離氣囊

中國航天科技集團一院總體設計部三室近日完成了“超長大口徑高耐壓氣囊預驗收試驗”，標志著世界最大、耐壓最強的火箭分離氣囊研制成功。分離氣囊是用于運載火箭整流罩縱向分離的火工品。該項目負責人胡振興介紹，分離氣囊就像一根細長的腰帶，系在兩個整流罩半罩中間。氣囊呈管狀，內(nèi)裝火工品，在火箭飛行過程中，氣囊是扁的，被兩個整流罩半罩緊緊壓合；在執(zhí)行整流罩分離動作時，內(nèi)部火工品爆炸使氣囊鼓起來，撐開兩個整流罩半罩的連接結(jié)構(gòu)，達到分離整流罩、釋放出衛(wèi)星的目的。

新研制的分離氣囊與當前運載火箭應用的氣囊相比，長度提高了5倍，口徑增長了2倍，耐壓壓力提升了3倍。據(jù)了解，未來重型運載火箭整流罩尺寸大、質(zhì)量重，兩個整流罩半罩合起來之后，中間的分離氣囊需提供很大的壓力、扛得住兩個巨大整流罩的分離力。所以該氣囊尺寸要大，能環(huán)繞住重型運載火箭整流罩的“腰”；又要足夠結(jié)實，扛得住兩個巨大整流罩的壓力和火工品爆炸的沖擊力。

AI設計藥物進入人體試驗階段

澳大利亞弗林德斯大學的研究團隊研制出一種名為“渦輪增壓”的流感疫苗，這種疫苗可以刺激人體免疫系統(tǒng)產(chǎn)生比普通疫苗更多的抗流感病毒抗體。團隊首席專家尼古拉·彼得羅夫斯基稱，這是全球首個進入人體試驗階段的使用AI技術(shù)研制的流感疫苗。研究團隊首先設計了一套名為“薩姆”的智能算法，其能夠?qū)W習現(xiàn)有成功的疫苗和失敗的案例，以判別疫苗對流感是否有效。然后，他們又創(chuàng)建了另一套能夠創(chuàng)造出數(shù)萬億個虛擬化合物的智能程序，彼得羅夫斯基將其稱作“瘋狂的化學家”。“薩姆”與“瘋狂的化學家”協(xié)同工作，提出了最有效的疫苗選項。

彼得羅夫斯基表示，他們不用篩選數(shù)百萬種化合物，而是只使用了少數(shù)幾種，合成它們只用了幾周時間，隨后他們在人體血液中進行了測試?，F(xiàn)在，這種疫苗完成了動物試驗，已經(jīng)進入人體試驗階段。據(jù)悉，此項研究由美國國家過敏和傳染病研究所資助，將招募大約240名志愿者，開展12個月的臨床試驗，以測試其對疫苗的免疫反應。

可伸縮納米線探針技術(shù)可探測人體

來自英國薩里大學、美國哈佛大學和韓國延世大學的聯(lián)合研究團隊，日前攻克了制造可伸縮納米探針陣列的難題，用超小型三維納米線晶體管探針，記錄了人類心臟細胞和初級神經(jīng)元的內(nèi)部工作情況。從細胞中讀取電子活動的能力是許多生物醫(yī)學程序的基礎(chǔ)，因此，開發(fā)一種用于探查細胞內(nèi)電生理學的新工具，可以更深入地了解細胞和其組織的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，開拓人機界面研究的新方向。最新研制的這種超小型U型納米線場效應晶體管探針陣列，能清晰地記錄初級神經(jīng)元的內(nèi)部活動，并且該設備還具有多通道記錄能力。

研究人員認為，超小型、靈活的納米線探針是一個非常強大的工具，因為它們可以測量具有振幅的細胞內(nèi)信號，可以與膜片鉗技術(shù)相媲美。由于該設備具有可伸縮的優(yōu)點，所以它引起的人體不適感比較小，且不會對細胞造成致命損害。通過這項工作，研究人員還清楚地發(fā)現(xiàn)尺寸和曲率是如何影響設備內(nèi)化作用和細胞內(nèi)信號記錄的。

全新算法助機器學習抵抗干擾

機器學習是人工智能的核心，也是使計算機具有智能的根本途徑。機器學習雖然可以在大數(shù)據(jù)訓練中學到正確的工作方法，但它也很容易受到惡意干擾。通常攻擊者是通過輸入惡意數(shù)據(jù)來“欺騙”機器學習模型，導致其出現(xiàn)嚴重故障。此次，開發(fā)出新算法的研究團隊——“Data61”機器學習小組領(lǐng)導者理查德·諾克表示，攻擊者會在進行圖像識別時，在圖像上添加一層干擾波，達到“欺騙”的目的，從而讓機器學習模型產(chǎn)生錯誤的圖像分類。

諾克及其團隊成員研發(fā)的新算法，通過一種類似疫苗接種的思路，可以幫助機器學習“修煉”出抗干擾能力，這是針對機器學習模型打造的防干擾訓練。譬如，在圖片識別領(lǐng)域，該算法能夠?qū)D片集合進行微小的修改或使其失真，激發(fā)出機器學習模型“領(lǐng)會”到越來越強的抗干擾能力，并形成相關(guān)的自我抗干擾訓練模型。經(jīng)過此類小規(guī)模的失真訓練后，最終的抗干擾訓練模型將更加強大，當真正的攻擊到來之時，機器學習模型將具備“免疫”功能。

含800萬神經(jīng)元的類腦芯片系統(tǒng)問世

近日，英特爾公司的可模擬800多萬個神經(jīng)元的Pohoiki Beach芯片系統(tǒng)研發(fā)成功。該神經(jīng)擬態(tài)系統(tǒng)的問世，預示著人類向“模擬大腦”這一目標邁出了一大步。該全新神經(jīng)擬態(tài)系統(tǒng)包含多達64顆Loihi芯片，集成1320億個晶體管，總面積3840平方毫米，擁有800多萬個“神經(jīng)元”（相當于某些小型嚙齒動物的大腦）和80億個“突觸”。該芯片系統(tǒng)在人工智能任務中的執(zhí)行速度要比傳統(tǒng)CPU快1000倍，能效可提高1萬倍。新形態(tài)芯片在圖像識別、自動駕駛和自動化機器人等方面帶來了巨大的技術(shù)提升。

對于正在嘗試新硬件平臺的人工智能研究人員而言，全新神經(jīng)擬態(tài)系統(tǒng)擁有激動人心的前景。除此之外，研究人員正在利用神經(jīng)芯片來改善假肢適應不平坦地面的方式，并創(chuàng)建可供自動駕駛車輛使用的更準確地數(shù)字地圖。英特爾預測，到2019年年底，該公司將推出一個能夠模擬1億個神經(jīng)元和1萬億個突觸的系統(tǒng)Pohoki Springs。該系統(tǒng)將包含768顆芯片、1.5萬億個晶體管。

中國研發(fā)出厚度不到頭發(fā)直徑1/4的芯片

在第二屆柔性電子國際學術(shù)大會（ICFE 2019）上，浙江省柔性電子與智能技術(shù)全球研究中心研發(fā)團隊發(fā)布了兩款經(jīng)減薄后厚度小于25微米的柔性芯片，其厚度不到人體頭發(fā)絲直徑的1/4。兩款柔性芯片分別是運放芯片和藍牙SoC芯片，其中運放芯片能夠?qū)δM信號進行放大處理，而藍牙SoC芯片則集成了處理器和藍牙無線通信功能。與傳統(tǒng)芯片相比，最新發(fā)布的柔性芯片不僅非常薄，而且柔韌度很好。兩根手指輕輕一捏，柔性芯片就會彎成弧形。

柔性芯片技術(shù)是通過特殊的晶圓減薄工藝、力學設計和封裝設計，將芯片厚度降低至人體頭發(fā)絲直徑的1/4以下，這樣就使剛性的硅芯片呈現(xiàn)出柔性和可彎曲變形的特征。在柔性電子制造領(lǐng)域，硅基集成電路的柔性化極具挑戰(zhàn)性，這兩款柔性芯片正是基于該中心最新研發(fā)的柔性芯片技術(shù)實現(xiàn)的。柔性芯片將對人工智能和醫(yī)療等領(lǐng)域產(chǎn)生深遠影響，采用柔性芯片技術(shù)可以設計出更加輕薄柔軟的電子感知系統(tǒng)，它們能夠與機器人或人體更好地共形貼合，對環(huán)境或人體的感知也將更加靈敏。

中車智軌首次“出?！痹嚺茼樌?/p>

繼2019年2月，我國自主研發(fā)、全球首創(chuàng)的新型城市“智能軌道快運系統(tǒng)”挑戰(zhàn)極寒環(huán)境的測試成功后，“按捺”不住“極限運動”之心的智軌在卡塔爾的首都多哈再度挑戰(zhàn)極熱環(huán)境?？ㄋ柕靥幉ㄋ篂?，屬熱帶沙漠氣候，而且既臨海又接沙漠，氣候炎熱潮濕，對軌道交通工具的設備性能有極大的考驗。此次智軌測試現(xiàn)場為卡塔爾既有的交通線路，線路里程長達70公里。此次試跑主要測試智軌在高溫高濕環(huán)境下的動力、靈活性、空調(diào)性能、電池性能和能耗試驗等指標，試驗全程由獨立的第三方進行監(jiān)督及檢測。

卡塔爾7月份地表溫度已飆升至70℃，如此高溫極易引發(fā)電池“鼓包”甚至爆炸，這是對智軌的最大挑戰(zhàn)。經(jīng)過縝密的技術(shù)分析，團隊提出了改裝方案：增強機械轉(zhuǎn)向裝置及空氣壓縮機的散熱措施，升級儲能系統(tǒng)熱管理系統(tǒng)，更換高低壓線束和耐高溫輪胎以及增加無軌導向裝置散熱系統(tǒng)和更換高溫液壓油等。據(jù)了解，智軌卡塔爾試車進展順利，各項試驗指標均符合預期標準。

圓明園古蓮子首次復活盛開

近日，圓明園一項“奇觀”正吸引著游客蜂擁而至，滿足了現(xiàn)代人的好奇。2017年，考古學家在圓明園發(fā)掘的11顆古蓮種子中的6顆，經(jīng)過中科院植物研究所培育成活，并于2018年8月底在實驗花盆內(nèi)長葉結(jié)藕，然后在溫室中越冬，2019年4月移出溫室種植在荷花基地，直到現(xiàn)在古蓮復活開花。

能在地下存活百年以上，古蓮種子的結(jié)構(gòu)功不可沒，其外表皮具有一層既厚又質(zhì)密的柵欄組織，使種子內(nèi)部不易受外界腐蝕。同時，蓮子長埋于地下，不受空氣干擾，溫度恒定，便于長期保存。蓮子所含的抗壞血酸和谷胱甘肽等化合物，比其他植物高若干倍，這類化合物的存在也是蓮子長壽并保持萌發(fā)力的重要原因。在蓮子里還有一個小氣室，里面大約存貯著0.2立方毫米的空氣可以維持古蓮子生命。古蓮子含的水分也極少，只有12%。在這種干燥、低溫和密閉的條件下，古蓮子過著長期的休眠生活，新陳代謝幾乎停止，因而可以歷經(jīng)千年后仍能萌芽、生根、開花。