science >> Wetenschap >  >> Elektronica

Beste van vorig jaar:de beste TechXplore-artikelen van 2019

Krediet:CC0 Publiek Domein

Het was een goed jaar voor technologieontwikkeling toen een paar ingenieurs van de Iowa State University een 50 jaar oude puzzel in signaalverwerking oplosten - ze bedachten een algoritme om een ​​generalisatie van de inverse snelle Fourier-transformatie te bieden - ze noemden het de inverse chirp z-transformatie, en merkte op dat het kan worden gebruikt met exponentieel afnemende of groeiende frequentiecomponenten.

Een team van UC Berkeley beweerde dat drones dagenlang zouden vliegen met hun nieuwe fotovoltaïsche motor - ze zeiden dat ze een nieuw ontwerp aan het testen waren met een potentieel voor 50 procent efficiëntie, ontwikkeld door het toepassen van gevestigde wetenschappelijke concepten. Ze hadden al een record in fotovoltaïsche efficiëntie gebroken door 23 procent te bereiken en waren ervan overtuigd dat ze het beter konden doen door een sterk reflecterende spiegel aan de achterkant van hun fotovoltaïsche cel toe te voegen.

Een team van de Pennsylvania State University bedacht een lithium-ionbatterij die een elektrisch voertuig in 10 minuten kan opladen. Hun ontwerp omvatte het opladen bij een verhoogde temperatuur om de reactiesnelheid te verhogen terwijl de cel koel bleef tijdens het ontladen - een techniek waarvan ze meldden dat ze 200 mijl aan rijbereik voor een elektrische auto toevoegde met slechts 10 minuten opladen.

Een team van ingenieurs aan de Columbia University heeft een systeem ontwikkeld om hersensignalen direct in spraak om te zetten. Hun systeem is ontwikkeld met spraaksynthesizers en kunstmatige intelligentie met hulp van vrijwillige epilepsiepatiënten die reeds geplande hersenoperaties ondergaan. Het systeem kan een reeks getallen herkennen door hersengolven te analyseren.

En een team van het Lawrence Berkeley National Laboratory van het Amerikaanse Department of Energy ontdekte dat met weinig training, algoritmen voor machine learning kunnen verborgen wetenschappelijke kennis blootleggen. Ze creëerden een systeem met een algoritme dat zonder training in materiaalkunde de tekst van miljoenen artikelen kan scannen om nieuwe wetenschappelijke kennis te ontdekken - ze onderwezen het systeem met 3,3 miljoen samenvattingen van gepubliceerde materiaalwetenschappelijke artikelen.

Een team van de Universiteit van Michigan ontdekte dat 3D-printen met licht 100 keer sneller zou kunnen zijn. In plaats van plastic filamenten laag voor laag op te bouwen, net als bij conventionele printers, hun nieuwe benadering van 3D-printen omvatte het optillen van complexe vormen uit een vat met vloeistof door vloeibare hars te laten stollen met behulp van twee lampen om te bepalen waar de hars uithardde en waar deze vloeibaar bleef.

En een team van Italiaanse wiskundigen ontdekte dat nieuwe wiskunde machine learning naar een hoger niveau zou kunnen tillen. Ze toonden aan dat machines voor kunstmatige visie complexe beelden sneller kunnen leren herkennen door gebruik te maken van een wiskundige theorie die 25 jaar geleden door een van de teamleden is ontwikkeld - de technologie die betrokken is bij het leren van het netwerk over echte gezichten of andere objecten voordat wordt getraind om de set te beperken van de functies die het heeft geanalyseerd.

Ook, een team van UC Santa Barbara ontwikkelde een nieuwe methode om een ​​persoon te identificeren via muren van kandidaat-videobeelden met alleen wifi. Hun systeem was in staat om te bepalen of een persoon die achter een muur stond dezelfde persoon was die in videobeelden verscheen met alleen een paar wifi-transceivers buiten. De software analyseerde en vergeleek het lopen van de levende persoon met de video.

Een team van onderzoekers van het Karlsruhe Institute of Technology stelde airconditioners voor als remedie tegen klimaatverandering. Hun idee was het toevoegen van hardware aan anders normale airconditioners die koolstof uit de lucht zouden halen terwijl ze gebouwen koelden. De koolstof en wat toegevoegd water kunnen dan worden omgezet in hernieuwbare koolwaterstofbrandstof.

Een team van de Universiteit van San Francisco kwam met het nieuwe idee om Spotify-gegevens te gebruiken om te voorspellen welke nummers hits zullen worden. Ze trainden vier machine learning-modellen op nummergerelateerde gegevens die waren geëxtraheerd met behulp van de Spotify Web API en evalueerden vervolgens hun prestaties bij het voorspellen welke nummers hits zouden worden. Ze ontdekten dat de beste een nauwkeurigheid van 99,53 procent behaalde.

Een team met leden van de Universiteit van Wollongong, Deakin-universiteit, Monash University en Kyushu University werkten samen aan een raamwerk voor AI-aangedreven agile projectmanagement. Het werk onderzocht het potentiële gebruik van AI voor agile projectbeheer - een middel om te helpen bij het snel creëren en leveren van software met behulp van een iteratieve aanpak. Hun voorgestelde raamwerk omvatte diep leren, versterkend leren, natuurlijke taalverwerking, evolutionair zoeken en intelligente agenten.

Een team van onderzoekers van de Dalhousie University die met Tesla samenwerkten, rapporteerde de ontwikkeling van een batterij van een miljoen mijl. Ze gebruikten een kathodemateriaal uit de familie van Ni-rijke NCM-kathodematerialen omdat het een specifieke capaciteit had die 20 procent hoger was dan die gebruikt in Li-ionbatterijen die mobiele elektronische apparaten van stroom voorzien. Ze suggereerden ook dat zo'n batterij minstens twee decennia mee zou moeten gaan.

En in een interessante historische uitdaging, een team van ingenieurs van MIT heeft het brugontwerp van Leonardo da Vinci op de proef gesteld. De brug is oorspronkelijk ontworpen door da Vinci om Istanbul te verbinden met de buurstad Galata. Maar het werd nooit gebouwd; een andere ontwerper kreeg de baan. Om erachter te komen of het had gewerkt, de onderzoekers maakten kleine replicablokken van de aantekeningen van da Vinci en gebruikten ze om de brug te bouwen. Ze melden dat het werkte zoals gepland.

Een samenwerking tussen verschillende Europese universiteiten in het kader van het ASSISIbf-project leidde tot de creatie van een robot waarmee bijen en vissen met elkaar konden praten. De robot was in staat om twee extreem verschillende diersoorten die ver uit elkaar lagen met elkaar te laten communiceren en tot gedeelde beslissingen te komen. De bijen bevonden zich in Oostenrijk en de vissen in Zwitserland - dankzij de robot konden ze signalen heen en weer sturen om hun beslissingen te coördineren.

En een team van MIT bedacht een nieuwe datacompressietechniek voor snellere computerprogramma's. Ze beschreven hun inspanning als de eerste benadering om objecten in de geheugenhiërarchie te comprimeren in plaats van deze in vaste brokken van conventionele grootte te verplaatsen - de nieuwe benadering zou het geheugengebruik kunnen verminderen en tegelijkertijd de prestaties en efficiëntie kunnen verbeteren.

Beth-parken, een onderzoeker van Colgate University die werkt aan een Fulbright-beurs in Oeganda, samen met een groep studenten een nieuwe manier ontwikkeld om een ​​zonnepaneel de zon te laten volgen - de onderzoekers plaatsten een emmer stenen aan de westkant van het frame en een emmer water aan de oostkant. Met behulp van een gecontroleerd lek uit de wateremmer, het gewicht verschoof en het paneel draaide gedurende de dag langzaam van oost naar west. Testen toonden aan dat het 30 procent meer zonlicht vastlegde dan een op zichzelf staand paneel.

En een team van ingenieurs van MIT ontwikkelde een nieuwe manier om koolstofdioxide uit de lucht te verwijderen. De techniek was gebaseerd op het leiden van lucht door een stapel geladen elektrochemische platen. De groep beschreef het als een grote batterij die koolstofdioxide kon absorberen terwijl lucht tijdens het opladen over de elektrode bewoog. Opmerkelijk, het zou koolstof kunnen verwijderen, zelfs bij lage concentraties zoals die in de lucht worden aangetroffen.

Ook, een team van de Universiteit van Californië dat samenwerkte met Solargiga Energy in China ontdekte dat cafeïne zonnecellen een energieboost kon geven. Ze merkten op dat cafeïne een alkaloïde verbinding is die moleculaire structuren bevat die kunnen interageren met de voorlopers van perovskietmaterialen, en daarom, het zou kunnen worden gebruikt om de thermische stabiliteit van de zonnecellen te verbeteren. Hierdoor verbeterde de efficiëntie van 17 procent naar meer dan 20 procent.

Een team van Saule Technologies, geleid door de oprichter van het bedrijf Olga Malinkiewicz. beweerde dat 'Inkjet'-zonnepanelen klaar waren om een ​​revolutie teweeg te brengen in groene energie. Het bedrijf ontwikkelde een nieuwe inkjetverwerkingsmethode voor perovskiet, gebruikt voor de huidige generatie goedkope zonnecellen. Het bedrijf wil de ramen van gebouwen coaten, zodat ze hun eigen elektriciteit kunnen opwekken.

Een team van Technion-Israel Institute of Technology heeft de ontwikkeling aangekondigd van een nieuwe watersplitsingstechniek om schone waterstof te genereren. Ze kwamen op het idee om de zuurstof- en waterstofcompartimenten in een PEC-cel te scheiden in twee aparte cellen, zodat de zuurstof werd gegenereerd in het zonneveld en afgegeven aan de atmosfeer, terwijl de waterstof werd opgewekt in een centrale reactor op de hoek van het veld.

En een team met leden van Stanford University en het SLAC National Accelerator Laboratory kondigde een nieuwe, gebruiksvriendelijkere taal voor het programmeren van supercomputers. Het nieuwe systeem is gebaseerd op een door het team ontwikkelde programmeertaal Regent. De resulterende programmeeromgeving stelde onderzoekers in staat om supercomputers te gebruiken zonder experts op het computersysteem te worden.

Een team van ingenieurs van de Universiteit van Sussex demonstreerde de allereerste gepersonaliseerde geluidsprojector met een webcam van $ 12. De demonstratie omvatte het volgen van een bewegend individu en het afleveren van een akoestische boodschap terwijl het individu naar een high-profile technologie- en mediaconferentie in LA ging. Het systeem werkte met interne face-trackingsoftware die een Arduino-gestuurde akoestische telescoop bestuurde om het geluid op een bewegend doel.

Een team van MIT gaf een presentatie op de International Conference on Learning Representations 2019, waarin hun werk werd geschetst aan algoritmeontwerpen om machine learning-modellen tot 200 keer sneller te optimaliseren dan traditionele methoden. In hun presentatie geven ze beschreven hun NAS-algoritme dat direct gespecialiseerde convolutionele neurale netwerken kon leren voor doelhardwareplatforms die in slechts 200 GPU-uren op een enorme beelddataset draaien, die een veel breder gebruik van dergelijke algoritmen mogelijk zouden maken.

En tenslotte, een team van onderzoekers van de Universiteit van Illinois in Urbana-Champaign bouwde microscopische biohybride robots aangedreven door spieren en zenuwen. De zachte robotapparaten werden aangedreven door neuromusculair weefsel dat geactiveerd werd wanneer ze door licht werden gestimuleerd. De groep demonstreerde een nieuwe generatie tweezijdige bots aangedreven door skeletspierweefsel gestimuleerd door motorneuronen aan boord. De neuronen hadden optogenetische eigenschappen:bij blootstelling aan licht, de neuronen vuurden af ​​om de spieren te activeren.

© 2019 Wetenschap X Netwerk