年终回顾:2021年度有哪些技术突破

话题:
作者:
Anne Corning

2021年是人类历史上前所未有的一年,人类需要同时应对新冠大流行以及日益加速的气候变化。同时,在科技方面,2021年同样也是前所未有的一年,科技领域出现了一些亮点,包括颇具前景的技术突破。在新的一年到来之际,我们将用一分钟的时间回顾2021年度的一些重大技术和工程发展:

坚不可摧的显示屏
几乎所有人都遇到过碎屏问题,比如手机掉到地上、失手摔了笔记本电脑或者意外撞到平板电脑。澳大利亚大学昆士兰大学的研究人员在十月份公布了一项新技术,可以解决碎屏问题。

借助卤化铅钙钛矿纳米晶体,该研究团队研发出一种新型复合玻璃。这种玻璃不仅将坚不可摧,还能提供水晶一样透明的品质,可以提高LED灯、智能手机、电视和电脑屏幕的强度。了解更多…

tablet with cracked screen

碎屏问题会成为历史吗?

将30个垂直腔面发射激光器(VCSEL)整合为一体
11月份,我们了解到一些研究人员能够将30个垂直腔面发射激光器(VCSEL)整合为一个阵列,其性能堪比单一相干光源。VCSEL是全球最为常用的一种激光器,广泛用于各类应用领域,从手机和光学通信到仪器仪表、制造、3D传感和面部识别。

借助拓扑光子学,这支由德国和以色列物理学家组成的研究团队成功研制出VCSEL矩阵,能够保证所有激光器按相同频率发射激光。这项技术突破为大规模高功率应用铺平了道路,原则上可以扩大大规模以整合数百个激光器。了解更多…

在手腕上实现医学监控
可穿戴式设备和智能手机应用追踪相关身体指标,比如步数和脉搏,实现基本健康监控。但是,这些信息主要用于基本健康用途,现在,手腕设备和显示器可以提供实时医学监控,有助于拯救生命。

在这些新型设备中,有些可以测量血压,有些甚至可以在不到一分钟的时间内读取心电图。心电图是一项重要的诊断工具,可用于检测心脏功能异常,这些异常可能意味着存在中风或心脏病风险。以前病人只能在医院获取心电图。

一项更艰巨的挑战是研发可以测量血糖水平的手表,造福全球7亿1 名糖尿病患者。据报道,苹果和三星目前都在研究这种设备。11月,法国生物科技公司PKvitality开始对一款设备进行人体临床试验,这款设备可能成为全球第一部血糖监控手表。了解更多…

Apple Watch Series 4_ECG monitoring

Apple Watch Series 4是全球第一款配备光学心率传感器和内置电引线的手表,具备心电监控功能(图片 来源

“提升”电动汽车性能
诸多因素限制了电动汽车市场的发展,包括价格高昂、单次充电续航里程有限以及充电时间长。这些问题都与电动汽车使用的锂离子电池有关。

现在,一家硅谷初创企业QuantumScape研发出一款新型锂金属电池。前期测试结果表明,该款电池能显著提高电动汽车续航里程(提高80%)而且充电速度快。了解更多…

Lithium metal battery

锂金属电池原型(图片来源

回收二氧化碳
气候变化导致强暴雨、极端气温、两极冰川融化、干旱和洪水问题越来越严重,越来越需要限制大气中的二氧化碳(CO2) 含量。空气过滤技术的发展让我们有望从大气中回收二氧化碳(CO2)。回收的二氧化碳可供各行各业使用或者存储在地下留待未来使用。

现在还出现一项新技术,名为“直接空气捕获技术(DAC)”,该项技术已在英属哥伦比亚省进行了首次大规模试验,在该省建立了一座试点工厂,每年可以从大气中回收1吨二氧化碳。当然,若想完全解决气候变化问题,需要更多这样的工厂,但这是一个非常好的开端。了解更多…

carbon DAC plant in BC

英属哥伦比亚省DAC试点工厂(图片来源:Carbon Engineering, 来源

人工智能变得更加智慧
尽管在人工智能领域并未出现一项技术突破,但其重要性仍远高于其他技术突破,2021年度,人工智能技术在多个前沿领域获得了重大发展。这一年,“借助OpenAI’s GPT-3[生成式预训练转化器-3],大型语言模型的潜能第一次得到充分展示,DeepMind利用人工智能技术解决了分子生物学中的一个最大的开放问题,Boston Dynamics通过一种令人印象深刻的方式将人工智能和机器人进行融合

Boston Dynamics 研发的人工智能机器人展示了出色的能力。

探索银河系
最后,2021年度还有一项技术突破“令人倍感激动”:人类能够近距离探测太阳(就好像通过毅力号探测器在火星上漫步一年还不够)。2018年,NASA发射了一颗探测器:帕克太阳探测器,它能够进入太阳大气,“进入”日冕,收集太阳尘埃。

在希腊神话中,伊卡洛斯飞向了太阳,由于离太阳太近,导致他的人造翅膀中的蜡被融化,最后摔死了。但是,NASA 的探测器情况稍微好一些,它可以在太阳外层大气大约1百万摄氏度的温度下飞行,它总共进行了三次旅行,最长一次持续了五个小时,最后安全返回。3

测量技术的持续创新
尽管瑞淀相机目前并未进入太空,但随着高分辨率相机(拥有目前我们可提供的最高分辨率)的推出:ProMetric®成像光度计和色度计(配备61MP科学级传感器),瑞淀在2021年仍实现了一些技术突破。我们的新产品研发工作也在不断推进,预计将于2022年发布,新产品将具备先进功能,可用于XR(AR/VR/MR)设备测量、表面和色度检测以及其他用途。

2022年,瑞淀将推动科技实现进一步发展!


引用文献

  1. Sawh, M., "Glucose monitoring wearables explained: The companies chasing the 'impossible' ", Wareable, November 2, 2021.
  2. Harris, J., “2021: A year in AI (so far).” Towards Data Science, July 21, 2021.
  3. NASA Enters the Solar Atmosphere for the First Time, Bringing New Discoveries.” NASA, December 14, 2020


 

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