选城市 : 多伦多 | 温哥华
2022年01月28日 星期五 04:07:26
dushi_city_toronto
dushi_city_vancouver
dushi_top_nav_07
dushi_top_nav_01
dushi_top_nav_02
dushi_top_nav_28
dushi_top_nav_26
dushi_top_nav_22
dushi_top_nav_05
dushi_top_nav_24

Tag: 科学技术

【視頻】人工智能倉庫機械人 每小時能搬800個重箱子

【加拿大都市网】随着新冠病毒给全球供应链带来压力,物流业正寻求自动化。但不少的仓库操作并不适合传统的自动化,流程中何谓输入何谓输出并不清晰,并且不能被完全掌控。灵活性高的新一代人工智能机械人,可以从容地应对各种变化。最典型的例子就是来自波士顿动力公司(Boston Dynamics)的新机械人Stretch,它可以像有经验的仓库工人一样快速移动沉重的箱子。 Stretch的设计与波士顿动力最著名的类人四足机器人(如Atlas和Spot)有些不同。藉单一巨大的手臂,抓手装满传感器和吸盘,以及一个全方为移动基座,Stretch可以搬动盒子重达50磅(23公斤),并且从一辆卡车搬至输送带的速度是每小时800箱。一个有经验的人类工人可以以类似的速度搬移箱子,但不是一整天,而Stretch可以在充电前工作16个小时。 波士顿动力表示,卡车卸货是仓库中最困难的工作之一,这也是他们用Stretch的原因之一。Stretch并不是要完全取代人类,多个Stretch机弑人可以使人类工人的效率提高一个数量级。看到一辆装满箱子的拖车,它就会自主地开始工作,把每个箱子一个一个地放在传送带上,直到拖车被清空,人类员工仍然在那里确保一切顺利进行,如果Stretch遇到它无法处理的事情,他们可以介入,但他们的全职工作变成了监督机器人,而不是整天提着沉重的箱子。 用Stretch实现这种水平的可靠自主性,花费了波士顿动力多年努力,使用了几十年开发强大、快速和敏捷的机械人的经验。除了建造高性能机械臂的挑战,该公司还必须解决一些人们认为微不足道但对机器人来说却很困难的问题,比如看着一墙密密麻麻的啡色盒子,并能分辨出哪里是停止,哪里是开始。 安全也是一个重点,Stretch遵循美国国家标准协会和机械人工业协会为移动工业机械人制定的标准。机器人在卡车或拖车内操作,也有助于将Stretch与附近工作的人安全隔离开来,Stretch被优化用于移动箱子,这是整个仓库都需要的任务。 波士顿动力希望,从长远来看,该机械人可以在任何需要的地方使用它的搬箱专长。除了卸载卡车,Stretch还有可能从托盘上卸下箱子,把箱子放,在货架上,从仓库的不同地方用多个箱子建立订单,并最终把箱子装到卡车上,由于需要计划和精确,这个问题比卸载要困难得多。 图片:Boston Dynamics T09

新發明:可清洗的柔性電池 更安全更便宜

【加拿大都市网】编织在织物上的电子产品有望开辟各种有趣的可能性,从监测肌肉活动和跟踪呼吸的服装,到可以相互“交谈”的服装。开发柔韧的电源与电池跟织物一起使用是同样重要的研究领域,英属哥伦比亚大学的科学家提出了一个特别令人印象深刻的解决方案,他们说这可能是有史以来第一个既灵活又可清洗的电池。 过去几年,我们看到了各种为可穿戴动力设备的可伸缩储能解决方案,从像“创可贴”胶布一样在皮肤上伸展的毫米级电池,到从汗水中获取能量的织物状电池。现在,英属哥伦比亚大学的研究小组利用了一些工程上的改进,研发了可能是有史以来第一个既灵活又可清洗的电池。 “可穿戴电子产品是一个巨大的市场,可伸缩电池对它们的发展至关重要,”研究作者Nguyen Nguyen博士说:“然而,到目前为止,可伸缩电池还不能清洗,未能符合日常生活使用上的要求。” 为了开发具有这些功能的电池,科学家们重新构想了这些设备的组装方式。该团队没有使用坚硬的外部材料来形成锂离子电池,而是转向了一种替代化学物质——锌和二氧化锰,这种化学物质既成本低而且安全,它们被磨成小块,并嵌入到聚合物中,形成超薄且可拉伸层,其中几个层堆积起来,并包裹在同一聚合物中,以密封成品。 Nguyen说;“我们使用锌锰是因为对于佩戴在皮肤旁边的设备来说,它是一种比锂离子电池更安全的化学物质,而锂离子电池在破裂时会产生有毒化合物。” 由此硏发的电池具有灵活性,可以拉伸到正常长度的两倍,具有160 mAh g-1的特定容量,并在500次充放电循环中保持75%的容量。令人印象深刻的是,研究小组发现,到目前为止,密封装置的性能表现很好,电池可以经受39次洗涤循环。 团队成员之一的Bahar Iranpour说,“我们在家用和商用洗衣机中进行了实际的洗衣循环。它们完好无损,功能齐全,这就是为什么我们知道这种电池是真正有弹性的。” 该团队目前正在努力提高电池的输出功率和寿命,并表示这种发明已经吸引了商业兴趣,预计其成本将与标准的可充电电池类似。他们设想将其应用于测量生命体征的手表,以及类似功能的智能服装。 “所使用的材料成本低得令人难以置信,所以如果大量生产,成本会更低,”负责领导这项研究的电子和电脑工程教授约马登博士(Dr. John Madden)说:“可穿戴设备需要电源,通过创造一种柔软、可拉伸和可清洗的电池,我们让可穿戴电源变得舒适和方便。” 这项研究发表在《先进能源材料》(Advanced Energy)期刊上。 图片:Advanced Energy Materials T09

這項新技術可拯救數百萬人的生命!

【加拿大都市网】据估计,世界上有多达三分之一的人口无法获得清洁饮用水,到2025年,将有一半人口生活在水源短缺的地区。找到这个问题的解决方案,可以拯救和改善数百万人的生命,这是全球科学家和工程师的当务之急。 德克萨斯大学奥斯汀分校(University of Texas at Austin)的科学家和工程师们发明了一种水凝胶片(hydrogel tablet),可以迅速净化被污染的水,一片可以一小时或更短的时间内消毒一升水至适合饮用。 “我们的多功能水凝胶可以产生很大的作用,以缓解全球水资源短缺问题,因为它易用、高效和潜在的大规模生产范模,”负责这项研究的Cockrell工程学院助理教授 Guihua Yu说。Yu和他的团队最近在《先进材料》杂志上发表了他们的发现。 今天,净水的主要方法是煮沸或巴斯德消毒法。但这需要使用能源,也要大量时间和工作,对没有这些资源的地方的人来说是不现实的。 这种特殊的水凝胶产生的过氧化氢(双氧水)可以中和细菌,效率超过99.999%。过氧化氢与活性炭颗粒一起可以攻击细菌的基本细胞成分,扰乱它们的新陈代谢。 这个过程不需要能量输入,也不会产生有害的副产品。水凝胶很容易被去除,不会留下任何残留。 除了自身净化水外,水凝胶还可以改进太阳筋蒸馏法,即利用阳光通过汽化将水与有害污染物分离。 太阳能蒸馏系统经常遇到生物污垢的问题,即微生物在设备上的积累导致设备故障,能够杀死细菌的水凝胶可以防止这种情况发生。 研究人员说,大量生产水凝胶十分简单,制造它们的材料很便宜,合成过程也很简单,而且在大规模情况下仍然如此。他们可以很容易地控制水凝胶的形状和大小,使它们可以灵活地用于不同类型的用途。   图片:University of Texas at Austin T09

【視頻】測汗液可知血糖水平 糖尿病患者無須再扎手指 

【加拿大都市网】宾夕法尼亚州立大学的科学家们开发了一种可穿戴的非入侵性血糖监测器,可以实时测量汗液中的葡萄糖水平。这种低成本传感器由激光诱导的石墨烯和镍金合金组成,可以在不使用酵素的情况下检测出汗液中极低水平的葡萄糖。 测量血糖水平是一件痛苦的事情。从传统的拮手指测试,到植入监测器,这些方法都带入侵性因素。由于糖尿病患者需要经常测量血糖水平,这些创伤至少目前是不可避免的。 一种无痛的替代方案,可以包括利用含有葡萄糖的自身排泄体液,为血糖检测提供一种非入侵性的替代方法。这种液体就是汗液,虽然能够可靠地测量其中微量葡萄糖含量的技术还没有商业化,但研究人员希望能改变这一现状。   宾夕法尼亚州立大学的研究小组确信,汗液中发现的微量葡萄糖水平可以提供与血液中发现的量有具意义的相关性,因此设计了一种测量汗液中葡萄糖水平的设备。这项技术包括将汗液吸入微流控室,葡萄糖与碱性溶液反应形成一种化合物,这种化合物可以对设备中存在的镍金合金产生反应。这个反应会产生一个电信号,可以显示出汗液中葡萄糖的含量。 与另一种需要酵素来检测葡萄糖的传感器相比,这种设备有许多优点。参与这项研究的研究员在一份新闻稿中说:“传感器必须保持在一定的温度和pH值,酵素不能长期存储。另一方面,无论这些变化如何,非酵素葡萄糖传感器都具有稳定的性能和葡萄糖敏感性。” 该设备只有四分之一美元硬币大小,到目前为止,研究人员已经对一些志愿者进行了测试,发现它可以成功地跟踪餐前和餐后的血糖变化。 研究员说:“这种葡萄糖传感器是一个基础性的例子,表明我们可以提高对极低浓度汗液中的生物标志物的检测。” 图片:Penn State University T09

美國研製5倍超音速客機 紐約飛倫敦只要90分鐘

【加拿大都市网】自协和式(Concorde)飞机退役近二十年来,人们对快速旅行的兴趣越来越大,一些高速飞机正在开发中。航空公司似乎对此感兴趣,美国联合航空已经承诺最早在2029年提供超音速(supersonic)航线。 但“超高音速”(hypersonic)飞行呢?它是音速的5倍,甚至更高。这样一来,从纽约到伦敦的飞机只需要90分钟,普通客机需要6至7个小时,即使协和式飞机也需要3个小时。 总部位于美国亚特兰大、以研发超高音速飞机为目标的创科公司Hermeus认为,答案是肯定的。该公司已经在测试一种新型发动机,称其最终能够达到5马赫(超过3000英里/小时)。该引擎是为Hermeus目前为美国空军制造的小型无人超高音速飞机设计的,但如果将其放大,它将能够为一架民航客机提供动力。 实现民航客机飞行,还有很长的路要走——Hermeus希望2029年它可以在空中首次试飞。 起步时,它将比现有的客机,甚至是可容纳100名乘客的协和式客机要小得多。 “为了帮助我们确定飞机的尺寸,我们基本上建立了一个航空公司的商业模式,”Hermeus首席执行官AJ Piplica说:“我们关注的是商务舱和头等舱的乘客,然后考虑了一些参数,比如速度和运营成本,得出的数据是,客舱大约可容纳20位乘客。”这与一架大型商务机的容量相差无几,这意味着只有一种级别。 图片:Hermeus T09

日本硏新能源 從水中分離出高純度氫成本大降

【加拿大都市网】日本东京大学成功利用阳光照射从水中分解出氢与氧的“光触媒”作用,在100平方公尺大范围实验中,成功安全地分离出高纯度氢,盼有助大量提供便宜的氢。 日本放送协会(NHK)指像这次这种大范围的实验前所未见,被期待能有助大量且低成本地制造氢的技术。氢作为下世代能源,一直以来都受到关注。 据中央社报道,成功完成这项实验的研究团队,由日本“新能源产业技术综合开发机构”(NEDO)及东京都大学、信州大学等组成,今年8月已将实验成果发表在国际科学期刊“自然”(Nature)。 研究团队致力于活用吸收太阳光造成物质出现化学反应的“光触媒”作用、把水分解为氢与氧所使用的物质的技术研发。 这次所进行的实验是把附着这项物质的面板设置在户外并注水,从太阳光照射产生混有氢与氧的气体中仅分离出氢。据悉,这项实验已进行约两年。 氢跟氧结合碰到火就会燃烧或爆炸,是很难处理的气体,但这次实验能从产生的逾7成氢中,安全分离出约94%的高纯度氢。 研究团队表示,在100平方公尺的大范围成功分离出氢是全球首例,期待有助能大量且低成本制造氢的技术;另一方面,能更有效率分离氢的新物质研发实用化已成课题。 研究团队成员、东京大学特别教授堂免一成说,像这么大规模的实验因为具爆炸危险性,全球没有先例,但他们考量了如何安全进行的方式,并研发出实验装置,“希望能早日实用化,向全球大量提供便宜的氢”。 报道指出,全球目前提供的氢大多从天然气等化石燃料所提炼出来,但这种方式在过程中会产生二氧化碳,为了不排碳,必须配合使用回收排碳再埋入地底的技术等。因此,未来使用可再生能源制造出不排碳的氢技术很重要。 目前被认为可行的技术是研发利用“电解”分离氢的“水电解装置”,日本及全球都持续进行技术开发。 图片:nedo.go.jp T09

新技術!火星空氣轉化成燃料  太空飛行將更便宜

【加拿大都市网】科学家声称已经开发出一种技术,可以将火星上的空气转化为火箭燃料,而且这种技术非常高效,以致太空船在回程时毋须携带任何额外的燃料。 根据早前发表在《自然通讯》(Nature Communications)杂志上的一项研究,使用新型化学催化剂的反应堆可以有效地将二氧化碳转化为甲烷和乙烯,本质上是将温室气体转化为燃料、能源储存和塑料的有用构件。 有趣的是,甲烷反应与国际太空站将不能呼吸的空气转化为燃料的技术相同,但研究主事人、辛辛那提大学化学工程师吴景杰(Jingjie Wu)有更宏伟的目标,他说:“该反应堆可以将火星上含二氧化碳的大气层转化为火箭燃料,要么用于太空船的返程,要么帮助他们有更远途的旅程。” “这就像火星上的加油站,”吴说:“你可以很容易地将二氧化碳泵入这个反应堆,然后为火箭生产甲烷。” 吴说,前往火星的旅程只需要携带一半的燃料,这大大减少了太空船的重量,使星际太空飞行既便宜又高效。 但他补充,这个系统即使在地球上也有重要的用途。 他指从大气中去除二氧化碳的方法,有助缓解气候变化问题,并将其更好地用作一种更清洁的能源或化学成分。他认为,二氧化碳到甲烷的转化,甚至可以作为一种化学电池,使太阳能和风能等再生能源更加可靠。 吴补充:“以前我们有多余的绿色能源只是把它们扔掉,现在我们可以将这些多余的可再生能源储存在化学物质中。” 图片: UC Creative、路透社 T09

科學家造出世界上最白油漆 以後可能不再需要空調!

【加拿大都市网】美国普渡大学(Purdue University)的一个实验室研制出了世界上最白的油漆。科学家称,这种油漆非常白,最终可以减少甚至消除人们对空调的需求。 这种油漆现在已经作为有史以来最白的油漆被列入吉尼斯世界纪录。 那么,科学家们为什么要创造这样一种涂料呢?事实上,打破世界纪录并不是研究人员的目标。遏制全球变暖才是。 普渡大学机械工程系教授阮秀林(Xiulin Ruan,音译)在一份声明中说:“大约七年前我们开始这个项目时,我们的想法是节能和应对气候变化。” 研究人员说,他们的想法是制造一种能将阳光从建筑物上反射出去的涂料。 根据普渡大学的研究,使这种涂料真正具有反射性,也使其真正变白。这种涂料在反射98.1%的太阳辐射的同时,也释放出红外线的热量。由于这种涂料从太阳吸收的热量比它发出的热量少,所以涂有这种涂料的表面被冷却到低于周围的温度,而不会消耗电力。 使用这种新涂料来覆盖一个大约1000平方英尺的屋顶,可以产生10千瓦的冷却功率。阮秀林:“这比大多数家庭使用的空调更强大。” 典型的商业白漆会变暖而不是变冷。市面上的防热涂料只能反射80%至90%的阳光,而且不能使表面比周围环境更冷。 普渡大学的科学家说,有两个特点使这种油漆变得超白:一是它含有浓度非常高的一种叫做硫酸钡的化合物,这种化合物也用于相纸和化妆品中。二是这种颜料中硫酸钡的颗粒大小不同。 根据一份新闻稿,普渡大学的研究人员已经与一家公司合作,准备将这种超白涂料推向市场。(都市网Rick编译,图片来源pixabay) (ref:https://www.usatoday.com/story/news/nation/2021/09/17/whitest-paint-created-global-warming/8378579002/)

神奇!科學家研發出比玻璃更堅固的透明木材

(在一块透明材料后面可以看到一朵花,Qinqin Xia, University of Maryland/Science Advances) 马里兰大学的研究人员将普通的木板变成了透明的材料,这种材料几乎和玻璃一样透明,但强度更高,隔热性能更好。它在未来可能成为一种节能建筑材料。 木材是由两种基本成分组成的:纤维素,这是一种微小的纤维,而木质素则将这些纤维粘合在一起,使其具有强度。 将一张纸巾撕成两半,沿着边缘仔细观察。你会看到小小的纤维素纤维伸出来。木质素是一种类似胶水的材料,能将纤维粘合在一起,有点像玻璃纤维或碳纤维中的塑料树脂。木质素还含有称为色团的分子,使木材呈现棕色,并防止光线通过。 早期尝试制造透明木材的方法是去除木质素,但这涉及到危险化学品、高温和大量时间,使得产品昂贵且有些脆。新技术非常便宜和简单,几乎可以在后院完成。 科学家们从一米长、一毫米厚的木板开始,用普通的油漆刷简单地刷上过氧化氢溶液。在阳光下或紫外线灯下放置一个小时左右,过氧化氢就会漂白棕色的色料,但木质素却完好无损,所以木头变成了白色。 接下来,他们在木材中注入了一种专为海洋用途设计的坚韧透明的环氧树脂,这种环氧树脂填充了木材中的空间和孔隙,然后硬化。这样一来,白色的木头就变得透明了。 你可以拿同一块纸巾,将其中一半浸在水中,然后放在有图案的表面上,就能看到类似的效果。白色纸巾会随着光线穿过水和纤维素纤维而变得半透明,而不会因为折射而散射。 木材中的环氧树脂做得更好,可以让90%的可见光通过。其结果是一块长长的看起来像玻璃的东西,却具有木材的强度和灵活性。 作为窗户材料,它的抗意外破损能力会更强。清木比玻璃更轻,隔热性能更好,这一点很重要,因为窗户是建筑中热量损失的主要来源。由于不涉及高温,制造透明木也可能需要更少的能源。 透明木可以成为节能建筑中玻璃的替代品,或者在恶劣的环境中成为太阳能板的覆盖物。其用途可能永无止境。 许多不同类型的木材,从巴沙木到橡木,都可以做成透明的,而且不管是沿着纹理还是逆着纹理切割。如果把透明木头做得更厚一点,它就会足够坚固,成为建筑物结构的一部分,所以可以有整个透明的木墙。 虽然这项技术还没有推广到工业化水平,但研究人员表示,作为一种新型建筑材料,它有着巨大的潜力。事实上,他们说,理论上,一整栋房子都可以做成透明的。目前还不清楚为什么会有人想住在透明的房子里,但对于住在透明房子里的人来说,扔石头是可以的... ... (搜狐新闻,原文来源CBC,图片来源马里兰大学)

膠囊式高鐵首次載人試運行 時速可達1000公里!

英国维珍集团的未来概念客运工具——高速胶囊Virgin Hyperloop上周日首次载客试运行。它的成功代表了技术上的重大突破。乘客进入小舱室,在真空管里高速移动,每小时已达1000公里。 该技术的支持者认为它可能会改变未来旅行的方式。 维珍航空说,Hyperloop最高每小时1080公里,预计从洛杉矶到旧金山仅仅需要45分钟,并且不会产生碳排放。 这一技术设想最早由美国古怪的科技巨头埃隆·马斯克(Elon Musk)于2012年提出,直到上周,一直未经过载人测试。 维珍的两名员工——首席技术官和乘客体验高管——在内华达州沙漠上,短短15秒内完成了500米的路程。 乘客萨拉·卢奇安(Sara Luchian)告诉英国广播公司,她认为这段经历“在心理上和身体上都令人振奋”,并没有感到不适。 一旦投入使用,胶囊能够一次运送28人,同时可开发出更大型号,用于货运。 https://youtu.be/_w2lo5h3D5E Hyperloop项目筹集了超过4亿美元,主要来自公司首席执行官Richard Branson和由迪拜政府控股的物流公司DP World。维珍集团是最坚决的主导企业。 但是,尽管布兰森(Branson)周日赞扬了Hyperloop“开创性” 的成功,但其他开发人员对安全性感到担忧。 瑞典皇家技术学院的一位研究人员认为,高速运动的风险难以回避。(煎蛋,,图片来源网络)