科技前沿应用最新动态(五十五

  美国国防部正在推进研发一款微波武器,可扰乱汽车发动机控制模块,进而阻止车辆继续前行,并且不会造成致命伤害。

  使用杀伤性武器毁坏车辆存在一定难度与危险性,容易造成无辜民众的伤亡。因此,美国军方正在研制一种以微波为基础的非致命性武器装置,用以使车辆瘫痪。该武器系统的工作原理是扰乱发动机控制模块和其他电子控制系统。研发人员说,高能微波可以对任何搭载电子设备的物体产生影响。一个小型版本的武器装置有效覆盖范围大约50米,将其安装在卡车上,只要发射机打开,微波就能成功使周围车辆瘫痪。

  人类很多设计都源于大自然的赋予的灵感,具有仿生设计的无人机在业内也并不新鲜。但中国的新型鸽子无人机无疑是这个领域的一个里程碑。

  据《商业内幕》报道,“信鸽”的物理设计和空中运动与真实的鸽子非常相似,它可以模拟90%真正的“鸽子”运动,并且不被先进的雷达系统探测到。这不仅仅是因为这些无人机看起来像鸟类,给了它们一定的优势,它们不借助螺旋翼或者固定翼。信鸽无人机的翅膀扇动起来就像鸟儿在飞翔,这不仅仅是一种审美选择,它还能让无人机在高空爬升、加速或俯冲时改变翅膀的形状。

  此外,信鸽无人机因为不使用旋转翼也大大降低了噪音,对于从事野外观测或者动物学家来说这是一个大大的福音。信鸽无人机配备了高清摄像头,GPS天线,飞行控制系统,以及可以与卫星通信的数据链路。目前信鸽无人机已经在新疆地区和中国至少五个省份接受了大约30个政府机构的测试。

  信鸽仿生无人机重约200克、翼展约50厘米,最大飞行时速可达40公里,最长续航时间为30分钟。特制的防震颤软件,可以保证载机摄像头的成像清晰度,从而成为令敌人难以发现的侦察手段。

  不过,目前从技术成熟度上讲,“信鸽”还处于初期阶段,据称其开发成本达到了15.2亿美元,在研发人员改进技术,找到降低制造成本之前,还有很长的路要走。

  日前,研究人员利用三种低维纳米材料协同效应,首次成功解决了应力传感器中高灵敏度与大工作形变矛盾。该研究极大地提高了可穿戴设备等应力传感器器件性能,可精确捕捉到人体的细微表情变化。

  研究人员利用富勒烯、金属银纳米线、氧化石墨烯等多种纳米功能材料的协同效应,通过在刚性的具有层状结构主体材料中引入摩擦系数低的客体材料来提高主体材料柔性,解决了长期困扰学界的难题。该材料制作的传感器可在很大的工作形变范围内保持极高的响应灵敏度。研究人员把该新型可穿戴应力传感器穿戴在人体不同部位,用于全范围人体运动的监测中,可以清晰地捕捉到人手腕上由于脉搏跳动引起的微小皮肤运动变化;并且把人体脉搏跳动的3个特征峰清晰地体现出来;穿戴在颈部喉咙位置,可以清楚地察觉人体声带发声并辨认出不同的音节变化。

  另据介绍,该新型应力传感器可以通过印刷法一步打印成型,具有重复性好、制备过程简单等优势,可为实现真正的产品化提供很好的材料基础。目前,研究人员正在积极对接协调,推动该应力传感器在与人体运动检测和人体健康监测相关的可穿戴设备中得到推广应用。

  受蟑螂启发,美国研究人员研制出一种“水陆两栖”的小型机器人,将来有望用于水下探索,这拓宽了机器人的应用环境。

  蟑螂因其超强的生命力和环境适应能力,给科学界特别是机器人研发带来不少启发。此前就有研究人员模仿蟑螂,开发出各式各样的机器人,包括抗压能力超强的柔性机器人、可在沙漠中快速行走的小型机器人等。

  哈佛大学研究人员在新一期英国《Nature Communications》杂志上报告说,他们基于蟑螂的水下生存和移动能力,开发出一种小型机器人,它既能在陆地上行走,又能在水面上游泳,必要时还可在水下行走。

  研究人员解释说,新型“机器蟑螂”使用“多功能脚垫”,能依靠液体表面张力在水面上游泳,更重要的是还能通过施加电压破开水面,潜入水底。整个机身覆盖特殊防水涂层,可避免在水下发生电路短路。

  该机器人的重量相当于一枚曲别针,只有约1.65克,能携带1.44克的载荷。机器人的大小对性能至关重要,如果太大,它可能很难浮在水面上;如果太小,它又难以产生足够力量来破坏水面张力(潜入水下)。

  在水下环境中,新型“机器蟑螂”展现出与陆地上同样优越的移动能力。不过,它仍有不足之处,比如潜入水下后,只能依赖水底的斜坡慢慢爬回地面。研究人员下一步将重点解决这种机器人的“出水”问题。

  美国医学杂志《The New England Journal of Medicine》近日发表了一篇论文,介绍了日本研究团队利用从志愿者提取的角膜内皮细胞,成功治愈了“水泡性角膜症”。

  “水泡性角膜症”是一种严重影响患者生活质量的难治眼疾。覆盖于角膜最内层的角膜内皮细胞,对于保持角膜组织的含水率和角膜透明度具有关键作用。然而,人类角膜内皮细胞不能再生,一旦因外伤、疾病或手术等造成严重损害,其透明度就无法保持,并且引起角膜浮肿、混浊。这种病症称为“水泡性角膜症”,是造成人们视觉障碍的主要原因。针对此症,角膜移植是目前唯一有效的疗法,然而术后效果往往不大理想,因此,迫切希望通过再生医疗技术来解决这一病症。

  为寻找新的途径,日本团队将取自健康人的角膜内皮细胞进行体外培养、增殖,再放入注射液中配制成悬浊液,注射到患者(角膜后方与虹膜、晶状体之间)前房中。第一例治疗于2013年12月实施,这也是世界首次进行培养人类角膜内皮细胞移植。到2017年5月,先后有35名患者接受了这种临床研究治疗。通过对术后已满2年的11名患者(5男6女,年龄在49-80岁之间)的观察,结果显示,注射到所有患者体内的细胞顺利成活,并且使角膜恢复了透明。患者术前视力0.03~0.4,两年后提高到平均1.0左右。该疗法亦通过了概念验证(POC)。

  以军事和安全为主的商业化新型高端智库,军民融合产业发展规划设计、建设运营、战略投资、顾问管理公司,致力于打造中国的“兰德”,成为中国军民融合事业深度发展的推动者、实践者、示范者。

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