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IEEE特别报道:2016年高科技热点纵览

2016-08-25 08:56
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  美国电气和电子工程师学会(IEEE)的Spectrum杂志在2015年年底发布了一篇年度特别报告,预测了2016年的高科技热点,覆盖了计算机、生物医学、机器人、交通、航空等领域。本文将对预测的高科技特点进行介绍。

  一、残疾人辅助科技

  2016年10月,首届针对使用机械假肢的残疾运动员的人机体育大赛(Cybathlon)将在苏黎世举行。和禁止使用机动设备的残奥会不同的是,在该比赛中,残疾运动员们将会利用高科技来弥补瘫痪和截肢等身体障碍,像正常人一样进行比赛。

  举办Cybathlon的目的是通过竞技激发创新。为了参加Cybathlon,人们从科学和工程界请来工程师,构建新技术、训练运动员。因腰部脊柱受损而导致腰部以下完全瘫痪的迈克尔·麦克莱伦在LS克斯克利夫兰退伍军人医疗中心(Louis Stokes Clevel and VA Medical Center)实验室的神经工程师罗纳德·特莱欧罗的帮助下,通过功能性电刺激(functional electrical  stimulation,FES)植入电脉冲发射器,用来激活腿部肌肉对应的神经,让那些原本休眠的肌肉活动起来。这种植入式神经刺激机关,激活了迈克尔·麦克莱伦原本瘫痪的双腿,使他成为全球首批半机械竞技自行车手之一。

  二、美国三端柔性直流输电工程

  美国新墨西哥州的三端柔性直流输电工程(Tres Amigas Superstation)将实现北美三大电网(东部电网、西部电网、德克萨斯州电网)的互联,覆盖美国本土48个州以及8个加拿大省份,成为一个能够向任何方向传输高达200亿瓦特电流的超级换流站。

  2015年11月,该工程开始了第一阶段的首项建设:一条56千米长的传输线将3个新的风力发电场与该特大发电站连接起来,进而再与西部电网相连的黑水河(Black water)变电站相接。这条345千伏的电线计划于2016年年底通电,黑水河变电站也将升级,可处理高达500兆瓦风力电能的新增产能。该工程投运后,将有助于改善由风能、太阳能、地热等间歇性可再生能源发电引起的供电可靠性和电压稳定问题。

  三、新型计算机

  2014年,惠普公司提出了“The Machine”计划,开发新型计算机架构。该新架构将使用具有高速传输特性的硅光子(siliconphotonics)通讯取代传统的铜线作为通信链接,并采用忆阻器内存取代静态随机存储器(static random access memory,SRAM)和动态随机存取存储器(dynamic random access memory,DRAM)形成通用内存(universalmemory),以提供更好的效能。

  “TheMachine”计划立足于多项技术,其中最核心的就是忆阻器。忆阻器是一种在长期断电的情况下仍能保证信息完好的电阻装置,是继电容、电阻以及电感之后的第4种电路元件。该新型计算机将结合DRAM的速度和闪存(flash memory)的储存量,整合成单一的忆阻器,使计算机不再像原来那样需要的内存与硬盘之间来回交换数据,数据的保存和处理都可以在忆阻器上进行,这样便可显著提升计算机效能,同时降低能耗。惠普实验室称“The Machine”计划的首台大型原型机有望在2016年公之于众。

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