当你的口罩也用上 AI 技术；科学家为拯救考拉也是“拼”了｜科研日报

2021

09/30

学术头条

A-

A+

有机太阳能电池通过模仿植物光合作用的自然过程来发电，但其效率低于硅基电池。

编辑：刘芳、金婴
编审：寇建超
排版：李雪薇

导读：有机太阳能电池通过模仿植物光合作用的自然过程来发电，但其效率低于硅基电池。利用光谱学和计算机建模相结合的方法，剑桥大学领导的国际研究小组发现了有机太阳能电池的损耗机制三重态激子，他们还找到了操纵太阳能电池内的分子来抑制这一机制的方法。

国际头条

当你的口罩也用上 AI 技术

加州伯克利大学及首尔大学的研究人员开发出一种动态呼吸器，它可以根据运动或空气污染水平的变化的条件调整孔径，在不需要最高过滤水平的情况下，让佩戴者呼吸更轻松。

原文链接：
https://phys.org/news/2021-09-ai-driven-dynamic-mask-pollution.html
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.1c06204

下一代太阳能电池技术进入太空

在夜空闪闪发光的某个地方，有一颗由桑迪亚国家实验室开发的用下一代太阳能电池技术提供动力的小卫星。这种称为 DragonSCALES 的技术由小型、高度互联的光伏电池组成，制作材料为硅，这种硅可以网状排列成任何形状、大小或形式。

原文链接：
https://techxplore.com/news/2021-09-next-generation-solar-cell-technology-space.html

为了拯救考拉拼了：面部识别、无人机和基因组都安排上

南澳大利亚弗林德斯大学正在和考拉保护机构合作，用无人机和面部识别等监测技术检测袋鼠岛和阿德莱德高山山脉的考拉，以了解它们的数量、运动、行为和生理，并评估考拉是否会表现出任何压力的迹象。悉尼大学也和 AWS 合作提供免费的考拉基因组数据库。

原文链接：
https://www.zdnet.com/article/university-of-sydney-partners-with-aws-to-establish-a-koala-genome-library/
https://www.zdnet.com/article/south-australia-uses-facial-recognition-drones-to-help-save-koalas/

将量子计算与人工智能结合在一起，使电网变得更智能

康奈尔大学的科学家们首次提出一种基于量子计算的“智能系统”方法，以准确地发现电力系统中的问题。他们表示，与人工智能相结合的高速计算可以在几秒钟内快速诊断故障并找到解决方案。

原文链接：
https://techxplore.com/news/2021-09-tying-quantum-ai-prompts-smarter.html
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S030626192100996X?via%3Dihub

麻省总医院发现艾滋病病毒控制者失去能力的原因

艾滋病病毒是躲避免疫系统的高手，能够使用各种方法阻止身体找到并杀死它们。绝大多数艾滋病毒感染者需要每天用药来抑制病毒，从而防止艾滋病的发展。

但是对于一小部分人来说，免疫系统和病毒之间的战斗看起来则完全不同。他们被称为控制者，他们的免疫系统可以抑制病毒而不需要任何药物治疗。虽然大多数控制者可以无限期地抑制病毒，但有些人最终会失去对病毒的控制，并需要药物治疗来实现病毒的抑制。在最近发表在 Immunity 期刊上的一篇论文中，麻省理工学院 Ragon 研究所、麻省理工学院和哈佛大学的研究人员发现，在这种情况下，当一种被称为细胞毒性T细胞的免疫细胞失去增殖和杀死被 HIV 感染的细胞能力后，就会失去这种控制能力。

原文链接：
https://www.massgeneral.org/news/press-release/Impaired-T-cell-function-precedes-loss-of-natural-HIV-control
https://www.cell.com/immunity/fulltext/S1074-7613(21)00337-X#secsectitle0010

扫清有机太阳能的效率障碍

有机太阳能电池通过模仿植物光合作用的自然过程来发电，但其效率低于硅基电池。利用光谱学和计算机建模相结合的方法，剑桥大学领导的国际研究小组发现了有机太阳能电池的损耗机制三重态激子（triplet exciton），他们还找到了操纵太阳能电池内的分子来抑制这一机制的方法。

原文链接：
https://techxplore.com/news/2021-09-efficiency-hurdle-solar-cells.html
https://www.nature.com/articles/s41586-021-03840-5

在视频会上读取你情绪参与度和通话时间的 AI 系统

Read AI 号称可以让你的会议更有效率。它推出的名为 Read Dashboard 的人工智能产品看起来像是一个仪表盘，可以实时评估与会者的参与度和情绪。对于希望了解远程工作情绪和效率的企业来说，Read Dashboard会很有趣。但员工可能会觉得 Read Dashboard 有点令人毛骨悚然。

原文链接：
https://www.zdnet.com/article/read-ai-wants-to-gauge-your-sentiment-engagement-talk-time-during-meetings/

磁刺激大脑可以改善情节记忆

英国格拉斯哥大学的研究显示，重复性低频的经颅磁刺激（RTMS）可以改善记忆表现。研究人员征集了 40 名大学生，并要求他们记住单词列表。一半的学生接受了前额叶皮质 rTMS，另一半的学生在大脑的控制区接受了 rTMS。数据显示在前额叶区域接受 rTMS 导致了大脑顶区低频（β）波的能量降低，从而增强了注意力、知觉和记忆力。

原文链接：
https://www.sciencedaily.com/releases/2021/09/210928141848.htm
https://journals.plos.org/plosbiology/article?id=10.1371/journal.pbio.3001363

最新的软压力传感器解决了该领域最具挑战性的瓶颈

德克萨斯大学的科学家们解决了软压力传感器在压力和灵敏度之间的平衡问题。鲁南姝团队利用一种导电和高度多孔的纳米复合材料作为感应层，并在传感器上增加了额外的绝缘层，使其具有两种类型传感器的能力。这是第一个能够利用新的混合模式来承受压力而不会显著降低灵敏度的传感器。

原文链接：
https://www.sciencedaily.com/releases/2021/09/210928171917.htm
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202103320

光子芯片是“培育”量子计算机的关键

布里斯托大学量子工程实验室的一个团队展示了如何利用硅芯片中的光子保护量子位不受错误影响。粒子的量子态是非常脆弱的，支撑量子计算的量子比特很容易出现错误。布里斯托团队发明的芯片可以被编程来提供不同类型的纠缠态，从而保护量子位信息不受环境影响。

原文链接：
https://www.sciencedaily.com/releases/2021/09/210929101843.htm
https://www.nature.com/articles/s41567-021-01333-w

国内头条

中科院：计算机网络信息中心在大数据与社会科学交叉研究中取得进展

近期，中国科学院计算机网络信息中心大数据部博士后王京以“基于多民族神话大数据的中华民族共同体意识研究”为题申请的 2021 年国家社科基金青年项目获批。项目以探索社会科学大数据模式与实践为重点，将围绕非结构化神话文本的数据化解析与重构、神话文本中民族共同体意识关联模型探究、大数据驱动的中华民族共同体意识研究结论的验证与反思、跨学科融合理论及应用场景探索等进行创新研究，逐步建立一个中国各民族神话与中华民族共同体意识关联大数据展示与分析平台，服务于社会需求。

未来科研人员拟围绕该社科基金项目，结合前沿信息技术在社科研究领域的探索与实践，将大数据理念与技术手段引入以神话为专题的传统文化与中华民族共同体意识的互动研究之中，采用交叉学科研究方法，尝试通过数据方法对中国各民族神话中隐含的共同体意识进行深度挖掘、全样本研究和知识图谱建构，为多视角发掘和应用传统文化中的中华民族共同体意识提供相应的方法创新和数据支撑。

原文链接：
http://www.cas.cn/syky/202109/t20210928_4807496.shtml

中科院：研究提出基于谐波函数分解的阵列匀场线圈设计理论

近日，中国科学院苏州生物医学工程技术研究所研究员杨晓冬课题组与德国弗莱堡大学合作，提出一种基于谐波函数分解的阵列匀场线圈设计理论（Spherical Harmonics Decomposition Method，SHDM），可基于一组阵列线圈设计，适应多种类型的匀场需求。科研人员通过针对一阶、三阶以及混合的一/二阶场的匀场设计，与标准阵列线圈比较，优化的阵列线圈性能显著提升，包括降低功耗、最大电流幅度和总电流。进一步计算表明，线圈的几何形状在优化中相比标准阵列线圈，结构适应了其最差性能球谐函数场分布，从而获取整体更好的匀场能力。

原文链接：
http://www.cas.cn/syky/202109/t20210929_4807591.shtml

中科院：心理所关于面部表情加工的大脑网络研究获进展

中国科学院心理研究所脑与认知科学国家重点实验室研究员傅小兰研究组开展了一项元分析研究，探索腹背侧通路在表情加工中的作用，考察不同实验范式、动态和静态面部表情加工的特点，重构表情加工的大脑网络。元分析采用了 GingerALE 提供的激活似然性评估（ALE）算法，将 96 项包含健康成年被试（1794 人）报告全脑激活坐标的 fMRI 与 PET 的研究纳入此项元分析。

表情与中性面孔对比结果显示，腹侧通路而非背侧通路负责表情加工；外显、内隐、被动观看三种实验任务的对比结果发现，左侧梭状回面孔区负责自下而上的表情加工；动态和静态表情加工对比分析表明，腹侧和背侧通路在动态表情加工中都有更强激活。基于表情加工的兴趣区域，该研究也结合功能连接分析方法（MACM）重构了面部表情加工的大脑网络。

该研究进一步揭示了腹侧与背侧两条通路在表情加工中的作用，重新构建了表情加工的大脑网络，拓展了关于表情神经机制的认识。

原文链接：
http://www.cas.cn/syky/202109/t20210923_4806734.shtml

中科院：云南天文台日冕物质抛射研究获进展

近日，中国科学院云南天文台抚仙湖太阳观测与研究团组研究员闫晓理等对 25 太阳周的第一个晕状日冕物质抛射的形成过程开展了详细研究。

科研人员运用抚仙湖一米新真空太阳望远镜（NVST）的高分辨率数据与 SDO 卫星多波段成像和磁场数据，分析了 25 太阳周第一个晕状日冕物质抛射前身结构的形成过程。

原文链接：
http://www.cas.cn/syky/202109/t20210926_4807044.shtml

清华大学：深圳国际研究生院何宏辉、马辉团队合作揭示生物医学和临床应用的偏振光学关键问题

近日，清华大学深圳国际研究生院何宏辉、马辉团队与牛津大学何超、马丁·布斯（Martin Booth）团队应邀撰写评述文章，简要介绍了偏振光学基础，系统总结了在生物医学研究中偏振测量及成像技术的应用现状，面向生物医学样本的偏振信息提取和参数分析的方法，并展示了在薄样本透射偏振成像/厚组织反射偏振成像中的典型应用，以及和其他技术结合的多模态生物医学检测方法等。综述文章讨论了若干近期的偏振成像测量技术突破，展望了偏振光学方法在生物医学研究领域未来的发展方向。

原文链接：
https://www.tsinghua.edu.cn/info/1175/87452.htm

北京大学：深研院城市规划与设计学院朱再春课题组在 Science 发表技术评论文章

深圳研究生院城市规划与设计学院朱再春助理教授课题组对论文中的主要数据和模型进行了深入探讨。研究发现，该论文所采用的统计分析模型对植被光合作用代用数据高度敏感，利用该方法和多套遥感植被指数时间序列数据得到的二氧化碳施肥效应变化量差异明显，甚至出现了全球植被二氧化碳施肥效应显著增加的结果。此外，利用该统计回归方法提取的陆地生态系统模型的二氧化碳施肥效应变化量与模型自身模拟的二氧化碳施肥效应变化量没有任何关系。

原文链接：
http://pkunews.pku.edu.cn/jxky/6a845c3e18974184b2f84d14537984d8.htm

上海交通大学：上海交大赵一新教授团队在 Accounts of Chemical Research 发表无机钙钛矿太阳能电池的综述

近日，上海交通大学环境科学与工程学院赵一新教授团队在美国化学会旗下刊物 Accounts of Chemical Research（《化学研究评述》）发表《高稳定性无机铅卤钙钛矿用以实现高效率太阳能电池》的特邀综述性论文（Acc. Chem. Res. 2021, 54, 17, 3452）。文章系统地介绍了该课题组基于无机钙钛矿材料实现高稳定性、高效率太阳能电池方面的研究工作。

原文链接：
https://news.sjtu.edu.cn/jdzh/20210929/159041.html

科技部：科学家研发出基于μ子射线成像技术的新型探测器

意大利那不勒斯费德里克二世大学、国家核物理研究院的科研人员合作研发出一种基于 μ 子射线成像技术的新型圆柱形钻孔探测器，该成果发表在《自然》旗下的《科学报告》上。

该项研究中，研究人员研发出一种尺寸和形状适合插入钻孔内的创新探测器，由于其使用塑料弧形闪烁体获得的圆柱形几何形状，优化了敏感区域并最大限度增大了探测器的接收角度；且可直接耦合到硅光电倍增管，这简化了探测器的生产工艺并降低了成本。探测器的尺寸使其非常适合在直径 25 cm 的孔中使用。

原文链接：
http://www.most.gov.cn/gnwkjdt/202109/t20210929_177105.html

科技部：科学家发现癌细胞耐药的新机制

研究人员开发了一个名为 Watermelon 的慢病毒条形码文库系统，能同时追踪每个持久性细胞的谱系、增殖状态和转录状态。实验中观察到，在治疗暂停后再次将持久性细胞暴露于抗癌药物，循环持久性细胞和非循环持久性细胞都能重新获得药物敏感性，从而发现了非遗传、可逆的耐药机制。

原文链接：
http://www.most.gov.cn/gnwkjdt/202109/t20210929_177104.html