系统:8月20日

区块链集成到能源系统
加拿大滑铁卢大学的研究人员整合区块链技术在能源系统,可能扩大电动汽车充电基础设施的发展。

在一项研究中,概述了新blockchain-oriented充电系统,研究人员发现,有一个收费服务提供者之间缺乏信任,业主,电动汽车的所有者。

以开放区块链平台,各方将对数据的访问,可以看看它是否已被篡改。因此,使用blockchain-oriented充电系统将允许电动车车主是否收取业主将知道他们是否被收入过低。

“能源服务越来越被提供的实体,没有完善的信任关系与他们的客户和合作伙伴,“Christian Gorenflo表示,博士生在滑铁卢的大卫·r·切里顿学院的计算机科学。”在这种情况下,blockchains取代中央信方是一种很有前途的方法,例如,从而能够实现直接点对点能源交易。”

Gorenflo在进行这项研究,他的上司,Keshav Srinivasan切里顿学院的计算机科学教授,和卢卡斯Golab管理学教授,与电动汽车充电服务提供者。提供者与业主安装电动汽车供应设备,使用电动汽车的主人。这些充电站的收入然后充电之间共享服务提供者和每一个业主。电动汽车供应设备的充电服务提供者,因此,业主必须信任提供者以补偿他们相当使用的电力。

从案例研究中,研究人员能够识别三个步骤所需区块链技术的合并成一个能量系统。首先是识别涉及党和他们的信任关系。如果信任关系的水平不足以实现应用程序的目标或者限制一个动作需要达到这一目标,这应该是记录为一个信任的问题。

其次,设计一个最小的区块链系统,包括智能合同,解决在第一步确定的信任问题。如果遗留系统的部分需要更换,新系统应密切模仿现有的接口依赖关系可以继续与最小的修改。

最后,与trust-mitigating区块链,可以迭代地迁移系统的其余部分。这允许商业模式最终成长从遗留/区块链混合为一个真正分散的解决方案。

“减轻信任问题的电动汽车充电可能导致充电站的人,甚至那些只有一个户外出口更愿意与一个电动汽车充电服务提供者导致更好的充电站的报道,“Gorenflo说。

“最后,我们甚至可以有一个系统有机器对机器通信,而不是people-to-machine。如果一个自治车辆需要力量,它可以检测到,开车去最近的充电站和交流平台,充电站的力量。”

研究”,减轻信任问题在电动汽车充电使用区块链,“由滑铁卢数学学院的研究者Gorenflo Keshav,从工学院Golab最近发表的公报中第十届ACM国际会议在未来能源系统中。

量子逻辑电路拓扑超导体可能提前
国家标准和技术研究所的科学家们使用铀ditelluride、超导复合材料作为拓扑绝缘体产生量子比特,或量子位。

复合铀ditelluride,新发现的属性或UTe2,表明它可能是高度抗量子计算机发展的敌人之一——困难等使计算机的内存存储交换机,称为量子比特,功能足够长的时间来完成计算之前失去的物理操作,使他们作为一个群体的关系。这种关系,称为量子相干很难维持,因为干扰从周围的世界。

化合物的不寻常的和强大的抗磁场使其成为一个罕见的鸟在超导材料、量子位设计提供独特的优势,主要是他们的抵抗很容易蔓延到量子计算的错误。UTe2的异常行为可能使它吸引新生的量子计算机行业,根据研究小组的尼克·布奇。

“这可能是硅量子信息时代,“布奇说,NIST的中子研究中心的物理学家。“你可以使用铀ditelluride构建高效的量子计算机的量子位元。”

研究小组的结果,还包括来自马里兰大学的科学家和艾姆斯实验室,出现在《科学》杂志上。他们的论文细节UTe2罕见的属性,这是有趣的技术应用和基础科学的视角。

其中之一是不寻常的方式通过UTe2伙伴的电子导电。在铜线或其他普通导体,电子旅游作为单独的粒子,但在SCs他们所谓的库伯对形式。电磁相互作用导致这些配对负责材料的超导性。解释这种超导名叫BCS理论后,三位科学家发现了配对(和共享诺贝尔奖这样做)。

这是特别重要的什么库珀所有的电子配对是一个属性。被称为量子“旋转”,它使电子表现得好像他们每个人都有一个条形磁铁穿过它们。在大多数SCs,配对电子的量子自旋的单一的方式——一个电子点向上,而其合作伙伴分下来。这不是配对称为自旋单线态。

少数已知的超导体,不从国教者,UTe2似乎在他们中间。他们的库伯对可以旋转的三种组合,使其旋转的三胞胎。这些组合允许并行的库珀对旋转导向而不是反对。大多数spin-triplet SCs预计将是“拓扑”SCs,超导的非常有用的属性将发生在材料的表面,保持超导即使面对外部干扰。

“这些平行自旋对电脑可以帮助保持功能,“布奇说。“它不能自发地崩溃,因为量子波动。”

量子计算机直到这个点都需要一种方法来纠正错误,从周围环境蠕变。SCs一直认为有通用的优势作为量子计算机的基础组件,和最近的一些商业量子计算机的进步发展都涉及电路由超导体。拓扑SC的属性——量子计算机可以使用——会有额外的好处,不需要量子纠错。

“我们想要一个拓扑SC,因为它会给你无错的量子位。他们可以有很长的寿命,”布奇说。“拓扑SCs是另一种路线量子计算,因为他们会保护环境的量子位。”

团队偶然发现UTe2而探索铀磁铁,其电子特性可以根据需要调整改变他们的化学、压力或磁场——一个有用的特性,当你想要定制的材料。(这些参数是基于放射性。材料包含“贫铀”,这只是轻微的放射性。量子位由UTe2会小,他们可以很容易地从他们的环境保护剩下的电脑。)

团队不希望他们发现的化合物拥有属性。

“UTe2第一次被创建在1970年代,甚至相当最近的研究文章形容这是不起眼的,“布奇说。“我们发生一些UTe2当我们合成相关的材料,所以我们测试它在低温下,看看也许有些现象可能会被忽视。我们很快意识到,我们有一些非常特别。”

NIST的团队与专门的工具开始探索UTe2 NCNR和马里兰大学。他们看到它成为超导在低温(-271.5摄氏度以下,或1.6开尔文)。其超导性能类似的罕见也同时铁磁超导体——像低温永久磁铁。然而,奇怪的是,UTe2本身不是铁磁。

“让UTe2全新单单出于这个原因,“布奇说。

这也是高度抗磁场。通常,一个字段将会摧毁超导,但根据现场应用的方向,UTe2可以承受高达35特斯拉。这是高3500倍的一个典型的冰箱磁铁,和许多倍最低温拓扑SCs可以忍受。

而团队尚未最终证明UTe2拓扑SC,布奇说这不同寻常的抗强磁场意味着它一定是个spin-triplet SC,因此它可能是一个拓扑SC。这种阻力也可能帮助科学家理解UTe2也许超导本身的性质。

“进一步探索可能会让我们了解这些parallel-spin SCs稳定,”他说。“SC研究的一个主要目标是能够充分理解超导,我们知道在哪里寻找未被发现的SC材料。现在,我们不能那么做。他们是必不可少的呢?我们希望这种材料会告诉我们。”

可穿戴式传感器研发在两所大学
研究者斯坦福大学和加州大学伯克利分校,分别提出了无线可穿戴传感器在个人卫生保健提供有用的数据。

斯坦福大学的工程师们开发了一种方法来检测来自皮肤的生理信号传感器贴创可贴和梁无线数据接收器夹在衣服。

证明这种可穿戴技术,研究者卡传感器手腕和腹部的一个测试监控人的脉搏和呼吸通过检测他们的皮肤拉伸和收缩心跳或呼吸。同样,贴在人的手肘和膝盖跟踪手臂和腿的运动通过测量分钟收紧或放松皮肤每次相应的肌肉弯曲。

实验室的化学工程教授鲍哲南电子系统在《自然》杂志的一篇文章所描述的那样,认为这可穿戴技术,他们称之为BodyNet,将首先被用在医疗设置,如监测睡眠障碍或心脏病患者。她的实验室已经在试图开发新贴纸汗和其他分泌物跟踪身体温度和压力等变量。她的目标是要创建一个数组坚持皮肤和工作的无线传感器与智能服装更准确地跟踪比智能手机更广泛的各种各样的健康指标或手表今天消费者使用。

“我们认为有一天可以创建一个全身蒙皮传感器阵列采集生理数据没有干扰人的正常行为,“宝说,他也是株式会社工程学院的李教授。

博士后学者去妞妞和Naoji Matsuhisa 14人的团队,花了三年时间设计了传感器。他们的目标是开发一种技术,将舒适的穿,没有电池或刚性电路防止贴纸与皮肤伸展和收缩。

他们的最终设计满足这些参数变化的无线射频识别(RFID)技术用于控制无钥匙进入房间。当一个人拥有一个身份证一个RFID接收器,天线射频识别身份证收获一点点的能源来自接收者和用这个来生成代码,然后梁回到接收器。

BodyNet贴纸就像身份证:天线,收成的传入的RFID能量接收器的服装功率传感器。然后把数据从皮肤和梁他们回到附近的接收器。

但无线标签工作,研究人员必须创建一个天线,可以拉伸和弯曲的皮肤。为了做到这一点,他们印刷金属油墨胶贴纸。然而,每当天线弯曲或拉伸,运动使其信号太弱和不稳定是有用的。

为了解决这个问题,斯坦福大学的研究人员开发出一种新型的射频识别系统,可以束强烈的和准确的信号接收器尽管不断波动。然后电池接收器使用蓝牙定期上传的数据智能手机贴纸,电脑或其他永久存储系统。

贴纸的初始版本依赖微小运动传感器采取呼吸和脉搏读数。研究人员目前正在研究如何整合汗水,温度和其他传感器天线系统。

移动技术在临床应用和技术设备,研究人员需要克服的另一个挑战——将传感器和接收器接近对方。在他们的实验中,研究者们剪衣服略高于每个传感器接收器。一对一配对的传感器和接收器就可以在医学监控,但创建一个BodyNet有人可以穿运动时,天线必须融入服装接收和传递信号无论一个人棍传感器。

在加州大学伯克利分校的一组科学家正在开发可穿戴传感器,皮肤检测是什么在你的汗水。

他们希望有一天,监测的汗水可以绕过需要更多侵入性程序像血液吸引,并提供实时更新的健康问题如脱水或疲劳。

发表在《科学》杂志上的一篇论文中,研究小组描述了一种新的传感器设计,可以使用“精密卷绕对位”处理快速制造技术,本质上打印等塑料的传感器在一张报纸的文字。

他们使用传感器来监视出汗率,和汗水,电解质和代谢物,和其他志愿者锻炼经历化学诱导的汗水。

”项目的目标不仅仅是使传感器但开始做许多主题研究,看看汗水告诉我们什么,我总是说“解码”汗液成分,”阿里·贾维说,一个加州大学伯克利分校电气工程和计算机科学教授,这篇论文的主要作者。

”,我们需要可靠的传感器,可再生的,我们可以制造规模,这样我们可以把身体的多个传感器在不同的地方,把它们放在许多科目,“贾维说,他也作为教师在劳伦斯伯克利国家实验室的科学家。

新的传感器包含一个螺旋微管,或微流控,威克斯汗水从皮肤。通过跟踪汗水通过微流体移动,速度传感器可以报告有多少人出汗,或他们的汗水率。

微流体也配备化学传感器,可以检测浓度的电解质和钾和钠,和代谢产物如葡萄糖。

贾维和他的团队曾与芬兰VTT技术研究中心的研究人员开发一种快速制造传感器在精密卷绕对位补丁加工技术如丝网印刷。

“精密卷绕对位处理使大容量一次性补丁以低成本的生产,“总裁Hiltunen VTT说。“学术团体获得重大受益于精密卷绕对位技术测试设备的数量是没有限制的研究。此外,up-scaled制造展示了潜在的应用sweat-sensing概念在实际应用。”

更好地理解汗水可以说什么人体的实时健康,研究人员首先把汗水传感器放在不同的地方在志愿者的机构——包括前额、前臂、腋下和上背部和测量出汗率和钠和钾的含量在出汗时骑健身自行车。

他们发现地方出汗率可以表示人体的整体液体损失在运动,这意味着追踪出汗率可能会给运动员一个头的方法时,可能会推动自己太难。

“传统上人们所做的就是他们会收集汗水从身体一定的时间,然后分析它,“Hnin阴阴Nyein说,研究生在加州大学伯克利分校材料科学与工程,论文的主要作者之一。“所以,你不能真正看到好的动态变化很好解决。使用这些可穿戴设备,现在我们可以不断从身体的不同部位收集数据,例如了解局部出汗损失可以估计全身体液流失。”

他们还使用了传感器比较汗血糖水平和血糖水平在健康和糖尿病患者,发现一个汗水葡萄糖测量不一定表示一个人的血糖水平。

“希望有很多非侵入性汗测试可以取代blood-based测量诊断和监测糖尿病,但我们已经表明,没有一个简单的、普遍的汗水和血糖水平之间的相关性,”Mallika Bariya说,研究生在加州大学伯克利分校材料科学与工程和其他该论文的第一作者。“这是重要的社会知道,那未来我们专注于研究个性化或多参数相关性。”

这篇论文的合作者包括Liisa Kivimaki,桑娜Uusitalo,依琳娜简颂,图Happonen,和克里斯蒂娜Liedert芬兰的VTT技术研究中心;,克里斯汀Heera安蒂芙尼太阳Liaw John a . Hangasky Jianqi赵,林钩稽,明韩曹国伟Yingbo赵,和加州大学伯克利分校的Li-Chia Tai。

这项工作是由美国国家科学基金会支持的Nanomanufacturing系统为移动计算和移动能源技术(新兴)计划,伯克利传感器和致动器中心和Bakar奖学金。