图象识别玻璃;代谢物存储;太阳能窗户的电影。
图象识别玻璃
工程师威斯康星大学麦迪逊分校、麻省理工学院和哥伦比亚大学开发了一种方法来创建“智能”玻璃执行图像识别任务的能力不需要电子或电力。
“我们使用光学凝结的正常安装摄像头,传感器和深神经网络一块薄玻璃,“Zongfu Yu说,威斯康辛大学麦迪逊分校电气和计算机工程教授。“这是完全不同于典型的机器视觉路线。”
系统使用半透明的方形的玻璃小气泡和杂质嵌入,弯曲光在特定的方法来区分图像。
作为一个概念证明,研究人员创建了玻璃碎片识别手写数字。设计的玻璃是类似于机器学习训练的过程,团队说,除了一种模拟材料。随着气泡的大小和期,小块的吸光材料如石墨烯被放置在特定的位置。
光来自一个图像的玻璃的一端进入,然后集中的九个具体地点另一方面,每一个对应于单个数字。时设备能够检测到手写3改为一个实时8。
“我们习惯于数字计算,但这扩大了我们的视野,”Yu说。“光传播的波动态模拟人工神经计算提供一种新的方式来执行。”
特别是,一旦材料设计,计算是被动的和它们。一块调整到一个特定的任务可以用很多次。“我们可能使用玻璃作为生物识别锁,调谐认识到只有一个人的脸,”Yu说。“一旦建成,它将永远持续下去不需要权力或互联网,这意味着它可以保持安全即使数千年。”
”这种技术的真正威力在于它能够立即处理更复杂的分类任务没有任何能源消耗,”明元说,哥伦比亚大学统计学教授。“这些任务创建人工智能的关键:教无人驾驶汽车识别交通信号,使语音控制消费设备,在许多其他的例子。”
虽然最初的培训过程可能会耗费时间和计算要求,研究小组说,制造玻璃本身是容易和便宜。在未来,研究人员计划来确定他们的方法适用于更复杂的任务,比如人脸识别。
代谢物存储
布朗大学的研究人员开发了一个分子存储数据使用的方法数组的代谢物。这些液体混合物含有糖,氨基酸,和其他类型的小分子代谢物的能力编码kilobyte-scale图像文件可以读回来。
分子数据存储领域多观察,调查,尽管大多数使用DNA分子的关注。“这是一个概念,我们希望让人们考虑使用更广泛范围的分子来存储信息,”雅各布Rosenstein说,布朗的工程学院教授。“在某些情况下,小分子像我们这里使用的比DNA可以有更大的信息密度。”
新陈代谢是生物体分子的集合使用调节新陈代谢。研究人员创建自己的人工代谢物,液体描绘的不同组合的分子的存在与否特定代谢物编码一个比特的数据。分子类型人工代谢物的数量决定了每个混合物可以容纳的比特数,以及本研究团队创建的库包含6个或12个代谢物,这样每个混合物可以编码6或12位。
成千上万的这些混合物被排列在nanoliter-sized滴小金属片,然后晒干,离开代谢物分子。使用质谱数据读回。研究人员使用该技术进行编码和检索各种图像文件的大小2 kb。
研究人员注意到,尽管到目前为止的能力很小,有可能扩大。一个限制是,许多代谢产物化学相互作用当放置在相同的解决方案,这可能会导致错误或数据丢失。
然而,Rosenstein认为这不仅创造了潜在的分子系统存储数据,但也可以执行计算在代谢物混合物。“这类研究挑战人们所看到的是可能的分子数据系统,“Rosenstein说。“DNA分子并不是唯一的,可以用来存储和处理信息。令人激动的是,我们认识到,还有其他可能性有巨大的潜力。”
太阳能窗户电影
查尔姆斯理工大学的研究人员,哥本哈根大学,阿德莱德大学开发了一个电影能够吸收太阳的热量白天,慢慢地释放它为夜间供暖。
这部电影研究者设想作为一个窗口层压板,利用降(NBD) -quadricyclane分子光电开关(QC)嵌入到聚合物矩阵。当这些光电开关被太阳辐射,他们捕捉光子和isomerise,改变形式。
当这部电影没有吸收太阳能,它是黄色或橙色。当分子捕获太阳能和isomerised时,它就失去了它的颜色,然后变得完全透明。只要太阳照在这部电影它捕获能量,因此更少的热量通过电影和穿透进了房间。
黄昏时分,阳光照射少,热量从电影开始被释放,它逐渐回到黄色阴影和准备第二天再次捕获阳光。
“例如,机场和办公大楼应该能够减少能源消耗,同时创建一个更宜人的气候,我们的电影,因为当前的加热和冷却系统通常不跟上快速的温度波动,”卡斯帕Moth-Poulsen说,查尔默斯的化学家。
这部电影的创作是一个更大的项目的一部分分子太阳能蓄热器的概念。之前,团队创建了一个系统能够长时间储存太阳能,但认为这部电影是一个近一步的应用程序。研究人员仍然需要增加影片中分子的浓度,降低它的价格在商业上可行,但说他们正在接近。
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