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小我私家登录 法人登录 一周前沿科技盘货〔127〕｜全世界最小微型医疗机械人，突破现有技术“不成能三角”；首个视觉提醒遥感多模态年夜模子问世

中国香港科技年夜学（科年夜）电子和盘算机工程学系申亚京领导团队乐成研发出一款全世界最小的多功效手术机械人。这款微型医疗手术机械人的直径仅为0.95毫米，突破了技术的“不成能三角”。

近日，北京理工年夜学前沿交织科学院数据流体团队研发出首个视觉提醒遥感多模态年夜模子——EarthMarker，用“多才多艺”来形容EarthMarker一点儿也不外分。

基在国际科技立异中央收集服务平台科创热榜逐日榜单形成的一周科技影象，咱们推出《一周前沿科技盘货》专栏。今天，为各人带来第127期。

1《Nature Co妹妹unications》丨全世界最小微型医疗机械人，突破现有技术“不成能三角”

中国香港科技年夜学（科年夜）电子和盘算机工程学系申亚京领导团队乐成研发出一款全世界最小的多功效手术机械人。这款微型医疗手术机械人的直径仅为0.95毫米，较现有的机械人小60%。使机械人集三年夜功效在一身，突破现有技术限定的“不成能三角”。它具有高清拍摄功效，有助延长障碍物检测间隔至约9.4毫米，与理论极限相比，这是十倍晋升。其挪动切确度亦晋升至小在30微米，达至更藐小、更灵巧，并能年夜幅扩大其成像区域，逾越中央传像束的固有成像比例约25倍。

该机械人可协助医疗职员于人体内取样、传送药物和举行激光热疗手术，其障碍物检测间隔体现10倍晋升，有助将微创手术运用在人体内支气管结尾、输卵管等微小腔道分支，扩展其运用规模。

微型机械人具备多项优点，能进入狭小腔道，并有助在病人迅速痊愈，熏染危害亦较低。当下，微型机械人已经运用于种种疾病的诊疗中，例如于心脏手术中协助置入冠状动脉支架，于胃溃疡及十二指肠溃疡手术中举行腹腔镜切除了医治等。团队计划未来连续改良机械人的性能。

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-55199-6

2《IEEE TGRS》丨首个视觉提醒遥感多模态年夜模子问世，技术点拉满

EarthMarker具有多粒度遥感图象解译能力，可实现多使命推理

近日，北京理工年夜学前沿交织科学院数据流体团队研发出首个视觉提醒遥感多模态年夜模子——EarthMarker，用“多才多艺”形容EarthMarker一点也不外分。它可实现多粒度（如图象级、区域级及点级）遥感图象解译，擅善于种种视觉使命，包罗场景分类、指定对于象分类、图象描写、瓜葛分析等。此外，团队提出了首个遥感视觉提醒年夜规模多模态数据集，包罗约365万多模态{图象-点-文本}及{图象-区域-文本}配对于数据，数据集已经全数开源。开源链接：https://github.com/wivizhang/EarthMarker

EarthMarker可完成繁杂视觉推理使命，特别于遥感目标瓜葛分析使命中性能逾越GPT-4V。EarthMarker展示出分析能力，其起首总结了视觉提醒所标识区域划分为机场情况中的差异要素, 接着对于不异种此外区域举行了聚类分析，并推理出这些标注区域于机场情况中的差异功效。

原文链接：https://ieeexplore.ieee.org/document/10817639

3《Nature Co妹妹unications》丨电化学制备均一单层氧化石墨烯， 工业化要领来了

微液膜电解（LME）要领和其制备的GO

氧化石墨烯（GO）是一类主要的石墨烯质料，具备多种差异在石墨烯的怪异性子，是今朝运用最为广泛的二维质料，于热治理、复合质料等领域已经实现工业化运用，于物资疏散、生物医药等领域也体现出优良的运用远景。今朝，GO的批量制备重要接纳化学氧化要领（如Hu妹妹ers法），即经由历程石墨与浓硫酸、浓硝酸、高锰酸钾等强氧化剂的反映来实现GO制备。该反映迄今已经有150多年的汗青，因为年夜量强氧化剂的利用，于制备历程中存于爆炸危害、严峻的情况污染、成本高等问题，已经成为制约GO工业生长的瓶颈。

中国科学院金属研究所沈阳质料科学国家研究中央进步前辈炭质料研究部任文才团队发现了微液膜电解（LME）要领切确节制水的扩散，实现了电解水氧化与水吸附脱插层的动态均衡，进而实现了均一单层GO的工业化连续制备。GO的单层率≥99%，产率可达~180 wt.%，而成本仅为Hu妹妹ers要领的1/7。使用LME要领可以实现对于GO氧化水平及尺寸的有用节制以和使用纯水电解制备GO。该事情不仅为电化学制备GO提供了新的熟悉，而且提供了一种低成本、高产率、可连续制备均一单层GO的要领，为GO的工业化生产及运用奠基了基础。

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-56121-4

4《Nature Electronics》丨借鉴人脑提出“存内稀少”架构，二维半导体于AI领域潜力慢慢开释

“存内稀少”架构设计

稀少性 (Sparsity) 是人脑中的神经突触的本征属性。于年夜脑发育历程中，跨越一半的突触会以细粒度及非结构化的方式被剪枝，这是人脑具备高能效的要害因素。受此开导，稀少神经收集早于上世纪90年月就被提出，已经成为人工智能轻量化的主流路径。虽然稀少神经收集中90%的权重可以被剪枝，但剪枝历程中需要重复与外部存储装备举行索引，消耗了整个体系90%以上的能耗实时延。类比在疏散盘算及存储的冯·诺依曼瓶颈，索引历程成为稀少神经收集硬件的瓶颈。今朝工业界主流方案为英伟达自A100芯片最先提出的年夜粒度、结构化剪枝，其素质是经由历程一定水平的精度捐躯来减轻索引开消，并未于基础上解决索引瓶颈。

为相识决稀少神经收集软硬件不适配的问题，南京年夜学王怅然和相助团队受人脑开导，借鉴了神经生物学模子，他们发现，稀少性信息于位置上也需要尽可能靠近权重信息，并直接介入稀少运算。

由此，团队初次提出稀少神经收集的“存内稀少”盘算架构，并基在二维半导体铁电晶体管技术举行了免索引单元开发及阵列级片上演示，打破了稀少神经收集硬件技术瓶颈。其事情也充实展示了二维半导体等新质料、新器件技术赋强人工智能硬件的潜力，二维质料具备低温后道工艺兼容的特色，可以与成熟的硅基电路举行三维单片集成，突破进步前辈封装技术于互联密度方面的局限，进一步晋升近存、存算芯片的能效。

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41928-024-01328-4

5《Nature Reviews Clean Technology》丨为何说闪速焦耳热技术未来可期？

闪速焦耳热技术于金属轮接纳受接管、污染修复、固废进级使用等领域的运用。

闪速焦耳热技术是最近几年来被广泛研究的新型直接电热技术，具备宽控温规模、超快处置处罚、高能效、低碳排放等特色。近日，清华年夜学情况学院邓兵课题组体系评述了闪速焦耳热技术的规模化进展，和其于废物增值使用、情况污染修复、固相质料制备等领域的广泛运用，对于典型运用举行了定量的生命周期分析及技术经济分析，并切磋了未来生长标的目的。

2020年，科学家初次提出闪速焦耳加热（Flash Joule heating）这类全新的直接电阻加热情势，其原理是经由历程对于目标物料施加高功率、短时电脉冲，使热量直接于质料内部快速天生，而无需经由历程加热介质举行热通报，具备极高的能源使用效率（电能转化为热能效率可达近100%）。与其他热处置处罚要领相比，闪速焦耳热技术于高效率、超快处置处罚、高能效、低碳排放等方面体现出显著上风。

研究团队论述了闪速焦耳热技术的基来源基本理，电力体系设计，反映器设计，和规模放年赢多多-夜历程；先容了闪速焦耳热技术于质料制备领域的运用，特别是石墨烯、碳纳米管等高质量碳质料的制备，和无机固相质料合成及相态节制；胪陈了闪速焦耳热技术于资源收受接管及废物增值使用领域的运用，包罗战略要害金属疏散、电池收受接管、无机固废增值使用，以和富碳固废（塑料及生物资）增值转化制备功效碳质料的运用；会商了闪速焦耳热技术于情况污染修复领域泥土污染修复等运用；对于闪速焦耳热技术的典型运用举行了技术经济分析及生命周期分析，证实其于降低能耗及碳排放领域，勤俭历程成本的显著上风。作为一种清洁、高效的热处置处罚技术，闪速焦耳热已经成为固废资源化使用、污染修复、质料低成本制备等领域的科技热门及学科增加点。

原文链接：https://doi.org/10.1038/s44359-024-00002-4

6《Nature Methods》丨10万细胞高通量“狂飙”， UDA-seq进级单细胞多组学测序技术

通用型高通量单细胞多组学技术UDA-seq 流程图和运用场景

近日，国家生物信息中央盘算生物学部蒋岚团队自立研发新型单细胞多组学测序技术UDA-seq。该技术基在组合标志技术线路优化进级广泛利用的液滴微流控平台，乐成实现细胞通量及假单细胞率的“解偶联”，从而突破了通量限定。

该技术是广谱型的通量提高战略，撑持常见的单细胞多组学，例犹如一细胞的RNA及VDJ共检测、RNA及ATAC共检测，以和RNA及CRISPR扰动共检测等。于兼容多模态的同时将单通道细胞通量提高到刷新纪录的10万细胞以上，比现有技术晋升了10-20倍。同时，使用遗传多样性联合生物信息学拆解，以制止标志的方式实现了单通道20-40例人类样本的多路复用，年夜幅降低单例样本的数据成本。

该事情突破现有技术的瓶颈，于兼容多模态的同时年夜幅提高了单细胞测序的通量，于真实世界样本中证实了靠得住性及高质量，实现了低成本的高效数据生产。开发了新算法判定临床表型相干的要害细胞亚群、调控收集及要害因子，为人群尺度康健行列队伍及疾病（例如癌症，自身免疫，熏染等）行列队伍细胞图谱年夜规模研究建设了一个新型研究范式。此外，该事情集成液滴微流控平台革新晋升，有望年夜规模推广，弥补多模态、扰动先后单细胞数据集的匮乏，为下一代的多模态虚拟细胞基础年夜模子提供数据支撑。（专栏作者 李潇潇）

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41592-024-02586-y

关在“科创热榜-前沿科技”

国际科技立异中央收集服务平台（www.ncsti.gov.cn），基在中科院、工程院、医科院、农科院、985高校和新型研发机构等近200家科研院所、单元宣布的研究结果，多源动态提取并按领域维度、期刊级别、立异载体、学者信息、时间梯度等多维度权重，经人工智能盘算分析，形成保举榜单，逐日更新。

194363 一周前沿科技盘货〔127〕｜全世界最小微型医疗机械人，突破现有技术“不成能三角”；首个视觉提醒遥感多模态年夜模子问世 3777 科创热榜前沿科技周报 科创热榜前沿科技周报 国际科技立异中央收集服务平台 国际科技立异中央收集服务平台 2025-01-27 ./W020250127355315032995.png-赢多多-