预计火星任务、可穿戴式大脑扫描仪和量子通信将取得进展

IEEE电气电子工程师 2021-02-02 1800

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预计火星任务、可穿戴式大脑扫描仪和量子通信将取得进展。

去年，杀菌紫外线灯在用于抗击冠状病毒的武器库中找到了一席之地，在病房天花板附近放置高空固定装置，并用于消毒箱清洁个人防护装备。但由于UV-C light的危害 -- 破坏病毒和人类的遗传物质，阻止了UV-C light更广泛地推广使用。现在，位于东京的照明公司Ushio认为他们已经找到了答案：产生222纳米波长的灯仍然可以杀死微生物，但不能穿透人的眼睛或皮肤。Ushio的Care222灯具模块于2020年底投入批量生产，2021年将集成到其他公司的产品中，如Acuity品牌的办公室、教室、商店和其他占用空间的照明设备。

今年年初，光子将在纽约的石溪大学和布鲁克海文国家实验室之间加速发展，这是一次雄心勃勃的量子通信演示。由于量子力学的的特点，下一代通信概念最终可能会提供前所未有的安全性。在演示中，来自初创公司Qunnect的量子存储缓冲器（quantum memory buffers）将被放置在每个位置，这些缓冲区中的光子将在一个蜿蜒70公里的网络上相互纠缠。

海上风力发电的开发商很快就发现自己身处加利福尼亚海岸的深水区 -- 洪堡湾附近的一处远景区水深从500米到1100米不等。这些条件需要一种新型的浮式风力涡轮机，它用结实的缆绳拴在海底。现在，这项技术已经在苏格兰和葡萄牙沿海的试点项目中得到了验证，风力发电公司也渴望获得加州沿海三个拟建地点的使用权。他们预计，美国海洋能源管理局（U.S. Bureau of Ocean Energy Management）将在2021年开始“拍卖”其中至少部分场地的租赁权。

印第安纳波利斯汽车赛道是世界上最著名的汽车赛道，今年10月将举办一场前所未有的赛事：第一场自动驾驶赛车的高速比赛。来自世界各地的大约30个大学代表队报名参加印地自主挑战赛，在比赛中，加大马力的赛车将达到320公里/小时（200英里/小时）的速度。为了赢得100万美元的最高奖金，团队的Dallara speedster必须首先在25分钟或更短的时间内完成20圈。控制汽车的深度学习系统将在他们从未经历过的条件下进行测试；传感器和导航工具都将必须应对极端速度，这将不会留下任何误差。

参与DARPA地下挑战赛（Subterranean Challenge）的机器人已经在三个不同的路线上进行了测试；它们必须在地下隧道、城市环境和洞穴网络中导航（尽管洞穴部分由于流感大流行而被切换到全虚拟路线）。今年晚些时候，来自世界各地的SubT团队将在最后的活动中把这一切结合起来，这将把所有三个子领域的元素整合成一个单一的综合挑战课程。这些机器人必须在充满障碍的环境中展示它们的多才多艺和耐力，在这种环境中，与地面上的世界的交流是有限的。美国国防高级研究计划局预计，2021年流感大流行的情况将有足够的改善，从而使体育竞赛成为可能。

今年2月，将有不少于3艘飞船与这颗红色星球会合。今年地球和火星的轨道使两颗行星相对靠近，使它们之间的旅行更快、更便宜，而这并非巧合。中国的“天文一号”任务计划交付一个轨道器和探测车，以搜寻地表下的水；阿联酋的“希望”轨道器旨在研究火星气候；一个贝壳状的太空舱将存放美国宇航局的“毅力”号探测车，目的是寻找过去生命的迹象，同时还测试一架名为“Ingenuity”的小型直升机无人机。虽然不能保证太空船能安全到达目的地，但数百万地球人将为他们加油。

到今年年底，一些Android手机可能会加入一项新功能，旨在打击日益严重的照片和视频被篡改的问题。这项反假冒技术来自一家名为Truepic的初创公司，该公司正与高通公司合作开发智能手机芯片，使手机摄像头能够捕捉“经过验证”的图像。原始像素数据、时间戳和位置数据都将通过安全通道发送到隔离的硬件处理器，在那里它们将与加密封条结合在一起。以这种方式制作的照片和视频将随身携带真实性的证明。Truepic的研发副总裁Sherif Hanna说：“假货永远不会消失，我们不是在试图证明什么是假的，而是在试图保护什么是真的。”

在一个被COVID-19大流行所重塑的世界里，大多数办公室工作、会议和娱乐都变成了虚拟的，这样一来，云数据中心面临着前所未有的压力。为了确保人们在任何时候都拥有所需的带宽，服务提供商越来越多地使用大都市区域内的小型数据中心网络，而不是传统的单个校园内的大规模数据中心。这种方法为终端用户提供了更高的弹性和可用性，但它需要在设备之间发送大量数据。这一需求将在2021年通过新的400ZR光纤得到满足，这种光纤可以在80到100公里的数据中心互联网络上每秒发送400千兆比特。Verizon在去年9月完成了一次试运行，专家们相信我们将可在今年年底看到其广泛的部署。

虽然三星还未确认证实，但消费电子分析师表示，这家韩国科技巨头将于2021年底开始大规模生产新型电视。三星在2020年结束了液晶显示（LCD）电视的生产，并一直在大力投资采用量子点（QD）技术增强的有机发光二极管（OLED）显示面板。OLED电视包括有机化合物层，这些有机化合物层在电流的作用下发光，目前它们的画质最高。在三星的QD-OLED方法中，电视将使用OLED来产生蓝光，QD层将把部分蓝光转换成制作图像所需的红光和绿光。这种混合技术有望创造出比现在最好的型号更明亮、对比度更高、持续时间更长的显示器。

真正高质量的大脑活动数据是很难获得的；今天，研究人员和医生通常依赖于大型昂贵的机器，如核磁共振成像和CT扫描仪或侵入性植入物。2021年初，初创公司Kernel将推出一款名为Kernel Flow的可穿戴设备，它可能会改变现状。这种廉价的低功耗设备使用一种近红外光谱仪来测量大脑内血液流动的变化。在每个耳机中，52个激光器发射精确的脉冲，312个探测器接收反射光。Kernel将在今年第一季度向“精选合作伙伴”分发首批50台设备，但该公司创始人 Bryan Johnson希望有一天这种便携式技术将无处不在。在最近的一次活动中，他描述了消费者最终可如何在自己家中使用Kernel Flow。

原文标题：2021年10个激动人心的工程里程碑

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责任编辑：haq

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