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2023-04-12 08:30

【世界上最长的柔性纤维电池】

麻省理工学院的研究人员开发出可编织成织物的超长纤维锂离子电池。这款电池长140米,使用光脉冲来传输数据,并包括麦克风、前置放大器、晶体管和二极管,以在两个机织织物设备之间建立光学数据链路。

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#电池#

【用深度学习预测交通事故】

麻省理工学院 (CSAIL)实验室和卡塔尔人工智能中心的科学家们开发了一种深度学习模型,可以更精准地预测城市中交通事故风险的分布。通过找到高风险地区,驾驶者可以规划更安全的路线,城市规划者也可以设计更安全的道路。

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#交通事故#

网上流传一个说法:人类的大脑仅被开发10%,剩下的90%待开发。当然了,这种说法没有被科学家接受。然而近日,来自麻省理工学院的科学家发现,成年人的大脑中包含大量的“静默突触”,这些神经元之间的连接在未形成新的记忆之前保持着不活跃的状态。这就能解释为何人在形成新的记忆时,不会忘记旧的记忆。

#读书笔记# 《Unix传奇》

计算机最基础的软件是操作系统,它可以看成是机器与人之间的一层接口。操作系统本就是计算机的一部分,没有操作系统的机器,则空有强大的计算能力却发挥不出应有的效能来。

麻省理工学院在1964年推出了CTSS(兼容分时系统),就是将CPU的算力按时间分片,可以支持多人同时操作。那时计算机是非常宝贵的资源,这一设计可以让更多人使用计算机,自然CTSS得到了许多关注。

麻省理工的研究者们决定趁热打铁,他们要在CTSS的基础上研发一套更好的操作系统,称之为Multics。目标是可以成为通用的信息处理系统。同时麻省理工也希望,其他有实力的研究机构与企业能参与到研发与生产中来。

因为贝尔实验室在很早就开始了对计算机操作系统的研究,因此获得了麻省理工学院的青睐,由贝尔实验室来负责操作系统软件的开发。而通用电气则负责计算机硬件的制造和生产。

在为Multics进行设计的时候,麻省理工的研究员们将自己诸多的美好理想都加了进去。这样其实会产生一个问题,就是新系统会被过度设计,而太复杂的设计是很难被开发出来的。

这种现象就是“第二系统效应”,第一版的成功会让人过于自信,从而在第二版上又过于超前,结果导致系统开发出来复杂难用。

果然,经过三年的辛苦开发,Multics复杂得连贝尔实验室的诸位大神都看不下去,以致于贝尔实验室宣布退出Multics的开发工作。实在是不想再把宝贵的人力搭进这样一个华而不实的系统里去了。

虽然Multics未获成功,但参与过此项目的大神们动了念头想自己搞一个操作系统出来。这个意料之外的产物就是后来对业界影响巨大的Unix操作系统。

UNIX传奇:历史与回忆

机器学习用于钙钛矿电池的空气大规模制造

为钙钛矿太阳能电池开发可扩展的制造技术需要在高维参数空间中进行工艺优化。麻省理工学院Tonio Buonassisi、斯坦福大学Reinhold H.Dauskardt以及西北工业大学刘哲等人提出了一种机器学习 (ML) 引导的顺序学习框架,用于制造钙钛矿太阳能电池的工艺优化。

研究人员将该方法应用于用于露天钙钛矿器件制造的快速喷射等离子体处理 (RSPP) 技术。在筛选100个工艺条件的实验预算有限的情况下,证明了 RSPP 制造的设备的最佳结果是效率提高到了18.5%。

该模型通过三项创新实现:通过将来自先前实验数据的数据作为概率约束在实验过程之间进行灵活的知识转移,在选择下一个实验时结合主观人类观察和机器学习洞察力,以及使用定位感兴趣区域的自适应策略在对高效设备进行局部探索之前进行贝叶斯优化。

此外,在虚拟基准测试中,与传统的实验设计方法相比,该框架在有限的实验预算下实现了更快的改进。

参考文献:

1. Zhe Liu, et al. Machine learning with knowledge constraints for process optimization of open-air perovskite solar cell manufacturing, Joule, 2022

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很多人不明白,3年投入1000亿,阿里巴巴斥巨资打造的达摩院到底有什么用?

先说说阿里达摩院做出了什么,2017年开发出了首批人工智能开放创新平台城市大脑;2018年,在全球率先模拟出81比特40层量子电路,研发出了新一代位置智能引擎空天数据库引擎GanOS;2019年,达摩院的认知智能计算框架Graph-learn获得世界人工智能大会最高奖SAIL,智能语音技术获得《麻省理工科技评论》“全球十大突破性技术”,AI推理芯片含光800能效比获得两项世界第一……

看到这,可能有人还是会疑惑,阿里达摩院立志用技术解决社会问题,既然有这么多的技术性突破和科研成果,那么为什么看不到它发挥的实际作用呢?

远的不说,达摩院研发出来的智能疫情机器人,帮助一线防疫人员打出1800万通电话,AI影像诊断系统帮医生诊断新冠,20秒出结果,准确率99%。不仅如此,阿里达摩院还在用自己的力量将科技和公益紧密结合,在今年的阿里巴巴公益榜上,达摩院的“数字人手语翻译”正是其中的获奖项目之一。

据统计,全球听障人士7000万,中国有2700万之多,而专业的手语老师少之又少,达摩院的数字人小莫由此应运而生。数字人小莫能把自然语言翻译成手语,帮助听障人士与外界交流。作为数字人小莫手语项目组成员之一的王以珩,对听障者的困难深有感触:他们不爱麻烦别人,遇事总是自己扛。在机场,他们常因听不见广播航班变更的声音,错过班机。

由于手语的语序逻辑和自然语言有很大的不同,当初做数字人手语翻译这个项目时,项目组和听障朋友进行了深度的交流,到最后甚至成为了半个手语专家。

所以阿里达摩院在做的东西并不是虚的,用科技赋能公益就是最好的体现。

虽然达摩院的目标是前沿科技,但阿里始终明白先进的科研成果只有实际落地,才能实现它的价值最大化,显然阿里也正是这样去做的。

一天,贝尔实验室的高手们发现肯•汤普森总是可以轻松进入他们的电脑帐户,忍无可忍,于是重新编译整个Unix,然而,肯•汤普森接下来的一动作却让大家郁闷多年。

肯•汤普森是一名计算机天才,1943年出生于美国新奥尔良。1960年,进入加州大学伯克利分校主修电气工程。1965年从伯克利毕业后,又花了一年的时间在该校取得了电子工程硕士的学位。从1962年的开始,在学校的计算机中心专门负责程序的编写。1966年,加入了贝尔实验室。

肯•汤普森辉煌的人生正是从贝尔实验室开始。当时贝尔实验室与麻省理工学院以及通用电气公司联合开发了一个多用户分时操作系统,取名为Multics(多路信息计算系统),肯•汤普森当时就是这个系统的开发人员之一。在系统开发期间,肯•汤普森基于Multics写了一个“star travel”游戏,玩得不可乐乎。

但好景不长,因为这个Multics系统不但开发周期长,成本高,而且庞大而缓慢,市场前景完全不被看好,最后贝尔实验室从这个项目中撤了出来。

退出Multics项目意味着Ken将没有机器可以再玩这个游戏了。面对此情此景,肯•汤普森决定自己写一个操作系统来满足他玩游戏的需要。

于是,肯•汤普森找到了一台废弃已久的老式PDP-7,并在这台机器上重写了他的游戏。在这个过程中,Ken有了一个主意,要开发一个全新的操作系统。利用PDP-7上的汇编语言,育•汤普森只花了一个月就编写完了操作系统,取名为UNIX。

当时安装了Unix的PDP-11被放在贝尔实验室供大家使用。有一天,大家发现Ken总是可以得到最高的权限轻松进入他们的帐户,在贝尔实验室这种高人云集的地方,这简单是太不能容忍了,于是有若干高人跳了出来,仔细分析Unix代码,找到后门,修改后再重新编译整个Unix,当所有人都以为这个世界应该从此清静了的时候,却发现Ken还是很容易就取得了他们的帐户权限,为此大家郁闷不已。

至到很多年后,Ken才道出其中的原委,原来代码里确实存在后门,不过并不在Unix代码中,而是藏在编译Unix的编译器里,每次编译器编译时就会自动加入后门代码,而当时整个贝尔实验室都用的是Ken所写的C编译器。

由于Unix与C语言的深远影响,1983年,肯•汤普森获得了美国计算机协会颁发的图灵奖。

2000年12月时,肯•汤普森正式退休,离开了工作了几十年的贝尔实验室开始享受他晚年的时光。

至此,肯•汤普森所开创的Unix时代已经完全与他无关了,但Unix创造的历史与传奇仍为世人所传道。如曾在贝尔实验室工作30年,见证Unix诞生与发展的布莱恩.W. 克尼汉就是其中之一。

布莱恩.W. 克尼汉著作了一本《《UNIX传奇 : 历史与回忆》,书中跨越50年历史河流,带你走进贝尔实验室,亲历IT发展史实:

(1)以肯·汤普森、丹尼斯·里奇、道格·麦基尔罗伊等传奇人物小传,串联成20世纪一系列重要发明的起源/发展线路图。

(2)以Unix的诞生与迭代、优秀而开明的管理体制、有远见的持续投资等精彩故事,揭示出贝尔实验室如何孕育出科技创新的真相。

(3)以Unix诞生见证者回忆往事的轻松口吻和不为人知的有趣图片,述说Unix的“设计哲学”如何被计算机世界有效利用且延续至今。

这本书适合对计算机或相关历史感兴趣的人阅读,而且读起来不需要有太多的专业技术背景,

有兴趣的朋友可点击下面链接入手一本带回家,用以欣赏Unix背后的思想,了解它的重要性。

#我要上头条#

UNIX:历史与回忆

美国研发新材料跟塑胶一样轻、跟钢一样硬

美国麻省理工学院研究人员研发新材料,坚硬却很轻巧,应用范围广。

美国麻省理工学院研究人员开发出一种新材料,强度和钢一样,但却跟塑胶一样轻。研究人员指出,未来将能很容易量产,而且用途相当广泛,小从汽车轻量涂料、手机,大到桥梁等大型结构的建材等。

麻省理工学院化学工程教授斯特拉诺(Michael Strano) 说:「我们通常不认为塑胶可以用来支撑建筑物,但使用这种材料,你可以创造新事物。它具有非常不寻常的特性,我们对此感到非常兴奋。」

研究人员指称,这种材料的强度是防弹玻璃的好几倍,而打破它所需的力量,相当于打破钢的两倍,而其密度只有钢的六分之一左右。

麻省理工研究人员在《自然》杂志上发表研究,指出已开发一种形成聚合物(polymer) 的新工法,借以制造新材料。

聚合物基本上是「单体」(monomer)透过共价键连接在一起组成的。通常情况下,当聚合物形成时,会膨胀成三维物体,就像蛋糕在烤箱中烘烤成形一样。而且就算其中仅一个单体发生旋转,也会使其聚合物变成三维物体。

麻省理工研究人员开发的工法,可以连结单体,使其长成聚合物链,而不让任何单体乱跑。如此一来,就能打造数个二维聚合物,然后层层堆叠在狭窄空间中,因此可以同时拥有高强度和轻量的特性。

【大脑尚有开发空间!神经元的神奇能力或可重现,活到老学到老不是梦】相信大家都知道,对于一个人来说,孩童时期学习最容易,步入老年之后,学习新的知识或技能就变得很困难了。

大家都知道这个道理,却不知道为什么会这样。其实,这还要从人类的大脑结构说起。

在人类的大脑内部,有大量的神经元细胞,这是神经系统最基本的结构和功能单位。神经元分为细胞体和突起两部分,突起部分又分为树突和轴突,神经元之间通过神经递质传递信息。神经元之间进行信息传递的关键部位,叫做突触。

在人体突触中有一种叫沉默突触,这种突触在生理情况下没有传递功能,但在某些情况下可以变为功能性突触并增强突触联系。科学家认为,这种沉默突触就是人类在孩童时期能够快速存储信息,以实现学习目的的关键,也与神经修复、记忆改善等过程密切相关。

然而,科学家早在几十年前就发现,随着动物逐渐衰老,沉默突触的功能会逐渐消失,这很有可能就是老年人不擅长学习新知识的关键。

最近,美国麻省理工学院的科学团队在《自然》杂志上发表论文称:人体内沉默突触的消失并没有想象中那么极端,即使当一个人逐渐老去,仍然有望通过沉默突触重新获得快速学习的能力。

研究人员利用最新的扫描技术,对神经元中的树突结构进行了前所未有的仔细观察。在超高分辨率的荧光图像中,研究人员发现了树突中的一些丝状伪足。而且,在这些丝状伪足上,他们只看到了NMDA受体,而没有发现AMPA受体。这两种受体仅有一个是无法顺利实现兴奋性突触信号传递的,也就是说,这是一种典型的沉默突触。

事实证明,即使是在成年的小鼠大脑中,仍然存在着沉默突触。根据他们的进一步分析,成年小鼠仍然拥有着数百万的沉默突触,可以占到成年大脑皮层所有突触的30%左右。

这是一个好消息,如果我们能够激活这些沉默突触的话,或许就可以让成年动物重新获得幼年的惊人学习速度!

研究人员随后尝试在丝状伪足的末端释放神经递质谷氨酸,结果发现,在大约10毫秒之后,真的产生了微弱的电流。我们知道,电信号是神经元之间传递信息的渠道之一。在电信号的刺激下,缺失的受体开始在突触累积,从而通过丝状伪足与附近的神经纤维形成连接,这意味着成年小鼠的沉默突触仍然有被激活的可能性!

不仅如此,研究人员还发现,激活沉默突触比改变一个成熟神经元上的树突的活动要容易得多。

接下来,研究人员的目标是调查这种沉默突触是否也存在于人类的大脑组织中。如果未来能够证明它们的存在,并找到合适的方法激活它们,那么一个人活到老学到老将不再是一个梦想!

也许,等到我们老去的那一天,这项技术已经足够先进,我们重新获得快速学习的能力,到时候就不用玩那个年代的老年手机了……

#头条创作挑战赛#

为什么我们的人才喜欢去外面?

马斯克的精英开发团队最多的不是哈佛麻省理工,而是来自清华大学。

为什么中国最好大学的学生喜欢去外国,为什么在外国发挥了更好的作用?我们天天说被美国高科技卡脖子,学生缺少创造力,另一面是我们的学子在外面创造着高科技。位高权重的忧国忧民的人们,思索一下问题在哪里?是搞垮培训机构能改变的?是关闭国门能实现的?是发展内需能实现的?制度,体系,想象力 这次奥数国际比赛中国队再次取得优异成绩,但是IMO满分选手再多,也改变不了国内高等教育和科技体制落后的现状。

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