埃因霍溫科技大學 (TU/e) 的一個研究小組已經構建了一種新的近紅外傳感器，該傳感器易于制造，尺寸與智能手機中的傳感器相當，可用于農業和工業過程監控。他的創新已在 Nature Communications 雜志上進行了描述，共同第一作者 Kaylee Hakkel 為她的博士學位辯護。 1月14日論文。人眼是一個了不起的傳感器。使用三種不同類型的感光視錐細胞，將可見光轉化為各種顏色的信號，眼睛提供有關我們周圍環境的重要信息。當我們的大腦將信號放在一起時，它會根據我們的經驗預測信號的含義。例如，紅色草莓很甜，但綠色草莓不甜。Kaylee Hakkel，埃因霍溫理工大學應用物理系光子學和半導體納米物理學組的研究共同第一作者和博士研究員大小很重要雖然人眼非常出色，但它無法與＊先進的自然光傳感器相媲美。螳螂蝦的眼睛有 16 種不同類型的細胞，它們對紫外線、可見光和近紅外 (NIR) 光敏感。測量紅外光譜對于工業和農業應用來說是＊有趣的，但有一個主要問題——目前的近紅外光譜儀太大而且太貴。Kaylee Hakkel，研究的共同第一作者和博士。埃因霍溫理工大學應用物理系光子學和半導體納米物理組研究員Hakkel 和她的團隊通過創建可以放置在小芯片上的近紅外傳感器解決了這個問題。與螳螂蝦的眼睛一樣，它包含 16 個不同的傳感器——但它們都對近紅外具有感知能力。在保持低成本的同時實現傳感器的小型化是一項重大挑戰。因此，我們設計了一種新的晶圓級制造工藝來實現這一目標。它的成本很低，因為我們可以同時生產多個傳感器，而且它現在已經準備好用于現實世界的實際應用。傳感器芯片很小，甚至可以嵌入到未來的智能手機中。Kaylee Hakkel，研究的共同第一作者和博士。埃因霍溫理工大學應用物理系光子學和半導體納米物理組研究員解決光譜傳感應用物理系和埃因霍溫亨德里克卡西米爾研究所的研究負責人 Andrea Fiore 對他們研究團隊的努力感到滿意。 “多年來，我們一直在研究這項技術?，F在我們已經成功地將光譜傳感器集成到芯片上，同時還解決了另一個關鍵問題——數據的有效利用”。通常，當傳感器量化光時，產生的信號用于重建材料的光譜或光學指紋。然后應用傳感算法來檢查數據。在這種新方法中，科學家們證明不需要光譜重建步驟。換句話說，傳感器產生的信號可以直接傳輸到分析算法。 “這顯著簡化了設備的設計要求，”Fiore 說。分析牛奶和塑料正如共同第一作者 Maurangelo Petruzzella 所描述的那樣，在傳感器準備好使用后，該團隊隨后在幾個實驗中測試了傳感器，他也受雇于初創公司 MantiSpectra?！拔覀兪褂脗鞲衅鱽頊y量包括牛奶在內的許多材料的營養特性。我們的傳感器在預測牛奶中的脂肪含量方面提供了與傳統光譜儀相當的準確性。然后我們使用傳感器對不同類型的塑料進行分類?！迸Ｄ痰臓I養特性確定了它的經濟價值，并且傳感器已經過驗證，可以正確量化這些特性。此外，這些測量值可用于跟蹤奶牛的整體健康狀況。借助傳感器對塑料類型進行分類有助于加強廢物分類過程。除了這些應用之外，我們預計該傳感器還可用于個性化醫療保健、＊＊農業（例如監測水果和蔬菜的成熟度）、過程控制和芯片實驗室測試。我們現在有一個基于這項技術的完整開發套件 SpectraPod?，公司和研究機構正在使用它來構建他們的應用程序。Maurangelo Petruzzella，研究共同第一作者，埃因霍溫科技大學應用物理系“＊棒的是，這種傳感器甚至可以在未來的智能手機中普及，這意味著人們可以在家中使用它來檢查他們的食物質量或檢查他們的健康狀況，”Petruzzella 補充道。Mantispectra 未來對于 Hakkel 來說，事情才剛剛開始變得令人興奮，她將于 1 月 14 日在 TU/e 為她的論文答辯。此后，她將加入創業公司 MantiSpectra 的 Petruzzella，在那里他們將致力于推進傳感器以適應更多現實世界的應用?！拔液芨吲d開始使用 MantiSpectra 進行傳感器開發的下一階段。這種傳感器可以為更清潔的環境做出貢獻，并解決食物浪費問題，這些應用對每個人都很重要?！?

馬薩諸塞大學阿默斯特分校的一名研究人員獲得了美國國立衛生研究院 (NIH) 的 340 萬美元資助，用于開發便攜式光學傳感器系統，供醫務人員或外行人員使用一滴快速診斷現場腦損傷的嚴重程度的血。麻省大學阿默斯特分?；瘜W工程系 Armstrong-Siadat 教授吳念強是該研究的主要研究者。新型光學傳感器系統包括一個看起來像妊娠試紙的超靈敏試紙和一個用于記錄結果的便攜式光學閱讀器。該系統的內部結構采用納米技術設計，以減少誤報并放大檢測信號。將通過手指穿刺獲得的受害者血液滴在試紙上，然后再送入診斷閱讀器。該方法類似于數百萬糖尿病患者用來測試血糖的方法。通常，外傷性腦損傷 (TBI) 是由頭部受到重擊或震動引起的。＊常見的原因是交通事故、跌倒、運動損傷和襲擊。根據疾病控制中心的數據，美國每年約有 50,000 人死于與 TBI 相關的病例，530 萬人因 TBI 致殘。目前可用于診斷 TBI 嚴重程度的方法既不快速也不適合現場使用。它們涉及成像測試，如 MRI 或 CAT 掃描或隨著時間的推移進行的觀察性測試，如記憶喪失、移動能力喪失和意識喪失。僅在美國，TBI 治療的全部直接和間接費用每年約為 600 億美元。目前，血液檢測需要從靜脈穿刺抽取一管血液，并且需要數小時或數天才能從中心實驗室獲得檢測報告。外行人可以在急診室、診所、足球場、球場和家中使用便攜式閱讀器閱讀該設備。吳念強，麻省大學阿默斯特分校教授該設備能夠在 25 分鐘內提供結果。如果成功，這種廉價且快速的診斷測試工具將改變急診科和院前環境中創傷性腦損傷診斷的實踐。它將提高診斷的準確性，降低成本，并允許進行旨在減輕短期和長期后遺癥（病理狀況）的早期醫療。吳念強，麻省大學阿默斯特分校教授Wu 的 NIH 研究是一個合作項目，包括來自不同機構和醫院的多學科科學家，包括德克薩斯大學西南醫學中心和馬薩諸塞大學醫學院。

科學家們一直在開發一種新型傳感器，該傳感器能夠檢測一滴血液中的埃博拉病毒，并在一小時內提供結果。埃博拉生物標志物暴露于適體涂層的氧化鋁膜上。生物標志物與適體覆蓋的表面的結合引起跨膜阻抗的變化，該變化由傳感器記錄，此處顯示為四個電極。圖片提供：愛荷華州立大學的Marit Nilsen-Hamilton和Pranav Shotriya。進一步的發展可以使該技術能夠快速經濟地檢測其他病毒，例如引起COVID-19的病毒。埃博拉病毒是所有已知病毒中＊致命的病毒之一，可摧毀多達90％的被感染病毒。要阻止其傳播，就必須迅速發現并隔離受感染的人。但是暴發可能會在非洲偏遠地區發生，這些地區需要驗血才能運到遙遠的實驗室進行分析。這導致檢測新爆發的時間大大延遲。這項研究將在4月27日至30日舉行的虛擬實驗生物學（EB）2021年虛擬會議上的美國生物化學與分子生物學學會年會上進行介紹，該會議由Marit Nilsen-Hamilton實驗室的客座科學家Soma Banerjee博士進行。愛荷華州立大學，艾姆斯國家實驗室研究助理和Aptalogic Inc.研究科學家。新傳感器是由同時也是Aptalogic Inc.＊＊科學官的尼爾森·漢密爾頓（Nilsen-Hamilton）和愛荷華州立大學（Iowa State University）的Pranav Shotriya領導的一組研究人員創建的。這項研究涉及跨學科的研究，研究人員來自愛荷華大學，愛荷華州立大學和美國國立衛生研究院國家醫學圖書館的國家生物技術信息中心，在分子生物學，病毒學，機械工程和生物信息學方面擁有豐富的專業知識。埃博拉病毒傳感器的基礎是DNA適體，DNA適體是選擇性附著于特定靶標的單鏈短DNA分子。為了檢測埃博拉病毒，研究小組發現了與埃博拉病毒可溶性糖蛋白結合的適體，該糖蛋白是在出現癥狀之前出現在感染埃博拉病毒的人的血液中的一種蛋白質?，F有的基于分析方法的埃博拉病毒工作檢測技術，需要受過訓練的人員和實驗室設施進行測試。 還有其他替代技術，但是穿戴防護裝備或需要特殊存儲條件的人員往往很難閱讀它們。迄今為止，該團隊已證明他們選擇的適體在便攜式納米多孔氧化鋁傳感器上能很好地發揮作用。 此外，他們確定該傳感器可以檢測到感染獼猴血清中的埃博拉糖蛋白，其結果可與使用埃博拉抗體進行的基于ELISA的標準測定相媲美?，F在，研究人員正在努力進一步縮短一小時的測試時間，而不會影響準確性。 此外，他們打算使傳感器更易于使用，從而使人員可以讀取結果，而無需進行任何特殊培訓。

使用機器人在接駁碼頭上卸下貨物并不是一個新主意?？焖俚腨ouTube搜索將返回大量結果。但是，由于成本高昂且無法處理越來越多的包裝，這些先前的方法中的許多已被抑制。當然，機器人公司仍在研究該問題，這是倉庫操作員的主要問題之一?？偛课挥诿戏扑沟臋C器人初創公司Dextrous Robotics正在開發其Chopstick系統，希望該系統能夠以更大的成功實現卸貨，并且成本僅為先前解決方案的一小部分。聯合創始人Evan Drumwright在上周的RoboBusiness Direct會議“機器人揀選，抓取和操縱方面的進展”中討論了這種方法?，F在，波士頓動力公司將其創新之帽投入使用。它展示了其＊新的機器人Stretch，一種移動機械手，旨在將箱子從卡車和倉庫中移出。當2022年上市銷售時，Stretch＊初將專注于卡車的卸貨，后來又以其價格為準，隨后將貨盤添加到其庫中。目前，一些合作伙伴正在測試Stretch。波士頓動力（Boston Dynamics）正在尋求客戶嘗試使用Stretch卡車進行卡車卸載任務。下一代手柄Stretch是下一代Handle，這是波士頓動力公司于2017年推出的結合了輪子和腿部的機器人。 伸展運動沒有腿，但是它有一個全向移動底座，帶有四個獨立控制的輪子，一個可舉起50磅重的定制7自由度工業機器人手臂，一個定制吸盤和更多功能。 grip紙牙的空氣系統位于活動基座上。 Stretch具有8小時的電池續航時間，但將提供16小時的電池選擇，并具有插入Stretch的能力以提供連續動力。Stretch使用的是Pick視覺系統，這是波士頓動力在2019年4月收購Kinema Systems時收購的。Pick使用高分辨率2D和3D視覺以及機器學習算法進行機器人卸垛。 波士頓動力公司產品工程副總裁凱文·布蘭克斯普爾（Kevin Blankespoor）表示，Stretch每小時可以處理800箱。 它的手臂有一個七英尺的范圍，可以到達高達10英尺的盒子。 彈力重2,650磅。Blankespoor說，拉伸是半自治的，自治程度取決于應用程序。例如，在卸下卡車時，仍然需要有人打開卡車門，驗證物品并通過操縱桿將Stretch Robot推入卡車，將其移動到位。 Blankespoor說：“到那時，您按'Go'鍵，Stretch將完全自動完成剩下的工作，卸下箱子?！苯ㄖ斜P將是Stretch的第二個應用程序，并且Blankespoor設想在該任務中具有更大的自治性。舒展將在倉庫的過道中進行。它將轉到單個SKU托盤的不同托盤，并抓住幾個箱子來構建出站托盤。對于這項任務，Stretch將承擔更多的定位和導航，就像您在其他AMR（自主移動機器人）中看到的那樣，它們可以在倉庫中導航并具有更大的自主權?！盉lankespoor說，協作機器人手臂缺乏提高波士頓動力公司目標的每小時重箱數量的速度和力量。因此，它構建了定制的工業機器人手臂。為了安全起見，Stretch使用速度和間隔監視。他說：“隨著人們靠近機器人，它將放慢速度?！?“如果他們離得更近，它將停止。這樣一來，我們就可以使手臂快速移動沉重的箱子，而沒有傷害任何人的風險?！盚ello Robot還具有一個名為Stretch的移動機械手，該機械手被設計為研究平臺。根據IEEE Spectrum的說法，Hello Robot聯合創始人亞倫·埃辛格（Aaron Edsinger）并不感到興奮，他曾在Google擁有波士頓動力公司時曾在Google從事機器人技術工作。 “我們很失望，他們為自己的機器人選擇了我們的名字。我們對此非常關注，并正在考慮我們的選擇?！碧幚砥贩N的關鍵您可能會在Boston Dynamics的Stretch視頻中注意到，卡車內部和托盤上的所有盒子看起來都是一樣的，而且堆放得很＊＊。在現實世界中，即使不是全部，大多數（即使不是全部）卡車也不會那樣。因此，Stretch的成功與之前嘗試的其他解決方案一樣，可以通過其處理各種包裹的能力來確定。Blankespoor說：“這是一個敏銳的觀察?！?“很容易檢測到一個盒子獨自坐著。但是，當它們緊緊包裝在一起或種類繁多時，要檢測一個盒子是一項艱巨的任務。但這就是我們的“選擇框”檢測軟件的來源。這就是您將在Stretch中看到的內容之一。我們將從更簡單的卡車開始，但我們將在未來一年中使用更復雜的盒子類型，以及不同類型的盒子?！甭摪羁爝f（FedEx）的亞倫·普拉瑟（Aaron Prather）在＊近的RoboBusiness Direct主題演講中談到，解決卡車卸載問題的＊大挑戰是解決方案需要具備的高度包裝多樣性。 Prather還在上大學時就開始了FedEx卸貨卡車的職業生涯?！霸谛断律⒀b卡車時，您可以先從一定大小的盒子開始，然后再打一個更大或更小的盒子，然后再放一層地毯（因為人們現在在網上購買地毯），然后又恢復到相同的尺寸您開始使用的盒子。這就是為什么很難自動執行此過程的原因?！鄙煺箼C器人才剛剛開始？波士頓動力公司（Boston Dynamics）于2020年從Google創立的研發組織X Development，LLC獲得了大量倉庫自動化＊＊。波士頓動力（Boston Dynamics）在2013年至2017年期間歸Google所有。當然，某些IP可以幫助Stretch，但它可能表明對物流自動化領域的廣泛興趣。Google在2013年收購了Industrial Perception公司，該公司與Wynright合作進行了卡車卸載研究。這是合作伙伴關系的視頻?！昂冒?，自從Atlas以來，我們肯定對倉庫領域產生了興趣。到那時，我們才知道這是一個很大的市場，以及倉庫中移動機器人的潛力。我不想說太多＊＊，但是我們有一個快速成長的倉庫機器人團隊，我正在領導這個團隊。包括開發Stretch機器人，擁有Pick視覺系統，擁有車隊管理軟件系統，該系統可以將不同的機器人聚集在一起進行協調的活動。因此，這確實符合波士頓動力正在努力進入倉庫領域的更廣闊的前景?！睆默F場學習波士頓動力公司于2021年2月推出了Spot Arm，這是Spot四足機器人的機械臂，＊大舉升能力為24.3磅。盡管Spot Arm看上去與Stretch的工業機器人手臂有很大的不同，但是Blankespoor表示，核心技術構件是相同的?！叭绻匆幌耂tretch的腕關節，實際上與Spot上的髖關節相同。因此，它使用相同的電動機，相同的變速箱，相同的傳感甚至相同的軟件，”他說。 “我們在不同平臺上使用相同的攝像機和深度傳感器。更重要的是，我們在下面使用相同的軟件來真正了解那些傳感器在看什么-從盒子檢測到障礙物檢測的所有內容。因此，即使看起來與Atlas或Spot確實有很大不同，Stretch還是使用大多數相同的技術構建而成。這使我們能夠快速構建原型?！盇tlas仍然是一個研發平臺，而自四足動物機器人去年首次上市以來，Boston Dynamics已售出了400多臺Spot機器人。波士頓動力（Boston Dynamics）憑借其啟動了商業四足動物市場而獲得了2020 RBR50創新獎。車隊管理，WMS集成波士頓動力公司和OTTO汽車公司于2020年3月發布了一個視頻，演示了他們對物流自動化未來的愿景。在視頻中，Boston Dynamics的Handle機器人在OTTO 1500重型AMR的頂部拾取了箱子并搭建了貨盤。 Blankespoor表示，兩家公司將繼續合作，并且在Stretch車隊經理的發展中發揮了重要作用?！芭cOTTO Motors進行演示的重要部分之一就是使異構機器人能夠一起工作。許多AMR公司都控制著自己的機器人，而他們可能需要一支車隊經理來做到這一點。但是，沒有太多的車隊管理者可以控制各種不同類型的機器人，并協調起來執行不同的任務。我們與OTTO合作的原因之一是使用不同的機器人來協調托盤的移動和箱子的移動?！盉lankespoor還表示，與波士頓管理系統的集成正在波士頓動力公司的路線圖上。但是他說，稍后當波士頓動力公司開始處理訂單建立時，這一點至關重要?！翱ㄜ嚨男遁d非常好，因為在集成任務方面，它更加孤立。一旦機器人走到卡車前面，然后說“去”，我們的箱子檢測系統就會告訴Stretch所有箱子在哪里，它們的大小是多少，我們實際上是在第一次抬起箱子時稱重它們，所以我們可以盡快移動它們。這意味著我們不必進行太多的集成工作?！薄拔覀儗⒁瓿傻牡诙椚蝿帐墙⒂唵?。為此，您確實需要倉庫管理系統集成，但是它應該類似于您與人員一起進行的工作，對嗎？這是一個訂單，先用五個這個盒子和四個這個盒子為我建造一個托盤，然后全部堆疊起來。我們需要將該信息傳達給我們的機器人，以便他們可以執行這些任務?！卑嵯錂C器人的演變您可能會認為物流機器人不在Boston Dynamics的左領域，但對這一領域表現出了濃厚的興趣。 2016年，其有關下一代Atlas機器人的第一批視頻之一顯示了類人動物彎下腰，拿起一個盒子，然后將其放在購物車上。然后在2017年，波士頓動力公司推出了Handle，這是一種結合了車輪和腿部的混合動力機器人。拉伸是下一代Handle。Blankespoor說：“我們從倉庫獲得了[Atlas]的極大興趣，” “我們知道我們可以設計一個更簡單的機器人，而這正是Handle真正的起源。句柄是Atlas的分支?！俺鲇诙喾N原因，我們分支并設計了Handle。其中之一就是我們想為倉庫做一些更專門的事情。另一個原因是我們一直想將輪子和腿結合在一起。 Handle是探索這兩個東西的機會。因此，我們構建了幾個版本的Handle并開始執行倉庫任務?！薄笆紫?，我們正在做托盤制造，并且運行得很好。然后，我們開始使用Handle進行卡車卸貨。那時，這真是令人大開眼界的體驗– Handle可以勝任這項工作。它可以抓住盒子并移動它們，但是花了太長時間。為了為客戶打造經濟高效的機器人，您需要快速移動箱子。伸展動作可以使箱子移動的速度比Handle快5倍，這就是我們進行下一次跳躍的原因之一?！爆F代的早期客戶？現代汽車于2020年12月以約8.8億美元的價格從軟銀手中收購了波士頓動力公司的多數股權。軟銀子公司保留了其他20％的股份。 Spot Arm是一項重要的公告，因為它有效地將Spot變成了一個移動操縱器，而不僅僅是一個數據收集平臺。但是，Stretch的推出是自收購以來Boston Dynamics＊大的宣布。那么現代將成為Stretch的早期測試客戶嗎？布蘭切斯普爾說：“＊＊有可能?！?“我們很高興與現代合作。顯然，他們是世界＊＊的制造商?，F代汽車在韓國擁有自己的物流公司，它們將來肯定會成為我們的客戶?！?

諸如工廠中的有毒氣體泄漏，鍋爐的一氧化碳泄漏或人孔清潔期間的有毒氣體窒息之類的氣體事故繼續奪去生命并造成傷害。在公共衛生，環境監測和軍事領域，開發能夠快速檢測有毒氣體或生化物質的傳感器仍然是一個重要問題。＊近，POSTECH的研究團隊開發了一種廉價的超緊湊型可穿戴全息圖傳感器，該傳感器可立即將揮發性氣體檢測通知用戶。機械和化學工程系的Junsuk Rho教授以及機械工程系的Inki Kim博士與Young-Ki Kim和Ph.D.教授共同組成了一個聯合研究小組。 POSTECH化學工程系的候選人Won-Sik Kim已將超表面與氣體反應型液晶光調制器集成在一起，以開發一種傳感器，該傳感器可在檢測到有害氣體時立即發出視覺全息警報。這項研究的結果發表在2021年4月7日的《科學進展》上。對于那些在危險環境（例如石化廠）中工作的人來說，氣體傳感器是生命。然而，常規的氣體感測設備由于其由復雜的機器和電子設備制造的高成本而未被廣泛使用。另外，商用氣體傳感器的局限性在于難以使用，并且便攜性和反應速度差。為了解決這些問題，研究團隊利用超表面，即眾所周知的未來光學設備，通過控制光的折射率使可見物體消失而具有隱形隱身效果。超穎表面特別用于通過自由控制光來傳輸雙向全息圖或3D視頻圖像。使用超表面，研究團隊開發了一種氣體傳感器，該傳感器可通過使用透射光的偏振控制在短短幾秒鐘內將全息圖像警報漂浮在太空中，該偏振光由于液晶層中液晶分子取向的變化而發生轉變。暴露于氣體中時，傳感器設備內部。而且，與其他傳統的商用氣體傳感器不同，由研究團隊開發的這種氣體傳感器不需要外部機械或電子設備的支持。研究人員使用異丙醇作為目標有害氣體，這種有害氣體被稱為有毒物質，會導致胃痛，頭痛，頭暈甚至是白血病。證實了新開發的傳感器甚至可以檢測到約200ppm的微量氣體。在使用板形標記器（我們日常生活中的揮發性氣體源）的實際實驗中，當將標記器帶入傳感器時，會立即彈出視覺全息警報。此外，研究團隊開發了一種單步納米復合印刷方法來生產這種靈活且可穿戴的氣體傳感器。預先在硬質基材上進行加工的超表面結構經過設計，可通過單步納米澆鑄工藝在彎曲或柔性基材上快速生產。當使用這種方法制造的柔性傳感器像貼紙一樣貼在安全眼鏡上時，它可以檢測到氣體并顯示全息圖警報。預計它將與Apple，Samsung，Google和Facebook正在開發的玻璃型AR顯示系統集成。更進一步，研究團隊正在開發一種高性能的環境傳感器，該傳感器可以通過全息警報顯示周圍氣體或生物化學物質的類型和濃度水平，并且正在研究可以對各種全息圖像進行編碼的光學設計技術。如果這些研究成功，則可用于減少由生化或氣體泄漏引起的事故。Junsuk Rho教授說：“這種新開發的超緊湊型可穿戴式氣體傳感器比傳統的聽覺或簡單的光報警器提供了更直觀的全息視覺報警。 “預計在聲音和視覺噪聲強烈的更極端的工作環境中，這種方法特別有效?！边@項研究是在職業中期計劃，全球前沿，區域＊＊研究中心，未來材料發現以及韓國科學技術部國家研究基金會世宗科學獎學金的支持下進行的。