2022年12月30日星期五

實驗室培育鑽石

鑽石不只有收藏功能,同時是人類已知最好工業製造物料之一,具有良好的導熱能力、硬度、折射率以及電絕緣性,以上特點都能夠有效應用在半導體、光學、可再生能源、醫療設備等產業,因此人類開始在實驗室環境中親手培育鑽石(Lab-grown Diamonds),使用鑽石物料的半導體設備,可以提供比矽(Silicon)多一百倍電流。目前發展相關技術的初創公司包含澳洲 Quantum Brilliance 、土耳其 Appsilon、美國三藩市 Diamond Foundry 等。




2022年12月29日星期四

ASML 開發新一代 High-NA EUV 微影曝光設備


ASML 正在開發新一代 High-NA EUV 微影曝光設備,最大挑戰是為 EUV 光學零件構建計算與量測工具,因反射鏡尺寸為前一代 EUV 兩倍,需將平整度控制在 20 皮米 (1 皮米=兆分之一公尺,即 10 -12 次方) 內,需在可容納半個公司的真空容器內驗證,這工作由 ASML 關鍵光學合作夥伴蔡司 (Carl Zeiss) 負責。目前 ASML 正執行發展藍圖,而且進展順利。ASML 為交貨首部 High-NA EUV 微影曝光設備做好準備,時間為明年內。供應鏈問題可能打亂時間表,但應該不會太嚴重。High-NA EUV 微影曝光設備將比現有 EUV 更耗電,從 1.5 兆瓦增加到 2 兆瓦。主因是光源,High-NA 光源需額外 0.5 兆瓦供電,使 ASML 必須用水冷銅線供電。至於 High-NA EUV 後更新產品技術,ASML2021 SPIE 微影曝光會議就透露替代方案,就是降低波長。不過需解決一些問題,EUV 反射鏡反射光效率很大程度取決於入射角,波長降低會改變角度範圍,使透鏡變太大無法補償,也會隨數值孔徑增加出現。另外,Hyper-NA 將是最後一個 NA,而且不一定能投產,代表經數十年微影曝光技術創新,最後半導體微影曝光技術將走到盡頭。ASML 持續研究 Hyper-NA,目標是提出更先進解決方案,使技術成本和可製造性方面保持可控。High-NA EUV 系統將提供 0.55 數值孔徑,與 0.33 數值孔徑透鏡的 EUV 相比,精度提高,具更高解像度圖像化能力,以完成更小電晶體。到了 hyper-NA 微影曝光系統,數值孔徑應高於 0.7,甚至達 0.75,理論上可以做到。ASML不希望製造更龐大的怪物,因 hyper-NA 可能是接下來半導體微影曝光技術發展出問題的地方,因製造和使用成本都高得驚人。如果採用 Hyper-NA 技術的製造成本成長速度和 High-NA EUV 一樣,經濟層面幾乎不可行。ASML 希望克服成本問題,若無法克服,半導體電晶體縮小速度就會放緩。隨著先進封裝系統整合技術發展,繼續開發新晶片仍有價值,也帶領半導體產業進步。




2022年12月24日星期六

現今無人駕駛汽車 攝影機誤差解決方法


現今最先進無人駕駛技術 「駕駛輔助系統」 (ADAS),每架車最多可以裝載六部攝影機,這些攝影機需要具備絕佳低光源敏感度的高動態範圍及快速回應時間。若要符合這些需求,設計人員必須保護影像感測器,防止在高溫下長時間運作。車用攝影機通常是小型 (1.4in³) 封閉立方體,不具備主動冷卻功能,形成完全吸收熱量及快速升溫的環境。影像感測器的指定運作溫度通常為 –40°C 至 125°C (接點以及 –40°C 至 105°C (周邊環境)。若達到了範圍的上限或下限,電子控制組件 (ECU) 就必須減低進入影像感測器的功率,或完全關機,直到溫度回復正常運作狀態,因此準確掌握攝影機的溫度十分重要。影像感測器通常具備嵌入式溫度感測器,其準確誤差為 ±6°C。如此大的誤差可能會造成 ECU 過早或過遲關閉,繼而限制攝影機的使用。這些計算失誤會對影像感測器造成永久損壞,以及使 ADAS 功能暫時受限,直到修復為止。解決方法是新增一個獨立式溫度感測器,提供誤差在 ±1°C 以內的準確溫度量測。



2022年12月22日星期四

印度成功 3D 打印角膜移植到兔眼

印度海得拉巴理工學院(IITH)、細胞與分子生物學中心(CCMB)、印度 LV Prasad 眼科研究所(LVPEI)共同合作,利用人體柔軟組織結構、血管網絡和肝臟組織結構實驗,研製出生物辨識水凝膠,利用再生促進角膜傷口癒合,並成功移植到兔眼。

研究成果是從人眼提取脫細胞角膜組織基質和幹細胞,當作 3D 打印角膜物料,再用墨水印製成分天然、不含合成成分,也不含動物殘留物,可安全用於人類的 3D 打印眼角膜。

3D 打印的仿生法能夠保持生物打印角膜的曲率和厚度,這項技術有效治療角膜瘢痕或圓錐角膜等疾病,3D 打印角膜的生物墨水更可為受傷的軍人保護視力,防止眼睛受感染。



2022年12月21日星期三

以色列開發配備無人機的裝甲車機械人

以色列國防部與埃爾比特系統公司Elbit System,開發出一款配備遙控砲塔、無人機和主動防禦系統的中型機械戰鬥載具Medium Robotic Combat VeicleM-RCV,並將開始進行測試。

M-RCV是透過以色列機械人公司 BL 所推出的 BLR-2 履帶式機械人為基礎而開發,主武裝為一門 30 mm遙控機砲塔,並配備埃爾比特開發的鐵拳式(Iron Fist)主動防禦系統,鐵拳式是以拉婓爾公司著名的鐵穹(Iron Dome)防空系統為基礎的縮小版本,可安裝在各種地面載具上,透過主動陣列式雷達(AESA),偵測到反裝甲導彈或自殺式無人機時,即發射反制火箭進行攔截,而在炮塔上還有裝備無人機發射管,可由 AI 或遙控操作員發射進行偵測行動,配備埃爾比特開發的火控、任務控制、自動無人駕駛和狀態感知系統,使 M-RCV 成為完全自動化的地面武器平台。


除了 30 mm機砲之外,M-RCV 也可針對任務需要,裝換成運輸模式,或是安裝拉婓爾公司(Rafael)熱銷全球的長釘(Spike)導彈,進行反裝甲獵殺模式。

M-RCV 將可於任何氣候條件下進行全自動任務,而正式測試程序將於明年開始進行。

2022年12月19日星期一

全球最大直接空氣捕獲工廠 預計明年開始營運

全球最大直接空氣捕獲工廠(Direct Air CaptureDAC)野牛(Project Bison)將座落在美國懷俄明州,預計明年開始營運,每年可以吸收 500 萬噸二氧化碳,之後再把碳牢牢鎖在地底。

直接空氣捕獲是用固體吸附劑吸入大氣中的二氧化碳,然後再加熱轉化濃縮的二氧化碳,再埋入深層岩層中礦化或透過其他方式永久隔離,當然也可以交給想使用乾淨二氧化碳的產品製造商。

CarbonCapture 系統為深度模組化,反應堆可堆疊成層插入貨櫃大小的模組,或可以插入不同類型的吸收劑盒以適應不同氣候或季節,而模組也能共享電力和熱能等資源,擴大規模以形成巨大的陣列。


目前全球最大的直接捕捉碳工廠位於瑞士,Climeworks 的首座直接空氣捕獲工廠 Orca 每年能夠吸收 4000 噸二氧化碳,而第二個更大的工廠 Mammoth 也開始動工,每年可以吸收 36000 噸二氧化碳,不過每年產生約 300 億噸二氧化碳,無論是 CarbonCapture 還是 Climeworks 的工廠,都需要再擴大規模或最佳化技術。

懷俄明州之所以被選中是因為隨時可以使用再生能源和良好的碳儲存管理條件,待批准後,將成為首個使用 IV 級井進行碳封存的直接捕捉碳工廠,預計第一階段碳捕集作業將於明年開始,每年可以去除約 10000 噸二氧化碳。

CarbonCapture 計劃到 2026 年每年儲存 20 萬噸,到 2028 年擴大到百萬噸,到 2030 年每年去除 5 百萬噸,也預計 Bison 計劃將成為全球最大的單一除碳工廠。有鑑於美國已經通過《降低通脹法案》(Inflation Reduction Act),法案規定,如果將碳儲存在地底,碳捕捉廠的稅收抵免將從每噸 50 美元增加到 180 美元,CarbonCapture 將能從中受惠。

2022年12月17日星期六

英國建造全球最大無人機空中高速公路

英國政府計劃 年內斥資 2.73 億英鎊,建造全球最大無人機空中高速公路「Project Skyway」,其中 1.055 億英鎊用於發展綜合航空系統與全新飛行車輛技術,另外也包括無人駕駛飛機。

整項計劃預計在 2024 年串連雷丁、牛津、米爾頓凱恩斯、劍橋、考文垂與拉格比上空的空域範圍,藉此讓未來即將投入應用的小型飛航載具,例如發展中的飛行車和送貨無人機使用。



2022年12月13日星期二

SAAB 天狼星緊湊型小型電子戰偵測器

瑞典 SAAB 公司發表以「天狼星」電戰偵測器為基礎的緊湊版,體積重量可讓步兵隨身攜帶,讓前線單位可隨時保護己方電子通訊系統。

SAAB 的「天狼星緊湊型」(Sirius Compact)小型電子戰偵測器,被動式偵測技術在本身不發出訊號的情況下,接收並分析環境周遭各種電子訊號,並分辨出敵方訊號特徵,讓前線部隊提早警戒敵軍電戰行動,或避免己方訊號遭敵方察覺。

Sirius Compat 重量僅 2 kg,體積約大型藍牙音響,可由士兵隨身攜帶,以三腳架快速部署,或由小型無人機、戰術輪車裝備提高機動性,擴大偵測範圍。




2022年12月10日星期六

Amazon 無人商店數據分析消費者行為

Amazon 推出數據銷售服務 Store Analytics,利用無人收銀服務 Just Walk Out 與 Dash Cart 在 Amazon 無人商店收集到的影像分析數據,作為市場數據販售。這些數據不只有進出店面或購買情形,更有消費者發現商品的動向、貨架上取放商品、考慮情況等細節,甚至能追蹤消費者是當場購買商品,還是之後網上購買,這些數據點,大幅拓展消費者網下及網上購買行為追蹤的範疇,過去網下購物行為能追蹤的數據點相當少,通常只能追蹤購物地點、進出店舖情形及購買類項。現有的消費者行為影像分析服務只能針對店內固定地方的影像,無法追蹤完整的顧客購物行為。要進一步了解消費者在店內行為或其他購物情境,過去依靠消費者自行提供來搜集,然而這種方法存在許多問題,除了消費者憑印象自述未必準確,也可能因為麻煩或涉及私隱而引起反感。在數據分析方面,願意提供購物資訊的消費者族群,也未必能代表性大部份消費者,要分析個別消費者提供的質化數據時,要統一數據結構也相當耗時。儘管如此,Amazon 今年 5 月還是推出 Alexa Shopping List Savings,以禮券回贈為誘因,讓消費者主動上傳固定格式的消費資訊,說明 Amazon 非常重視網下購物資料。這次新推出的 Store Analytics,進一步在消費者默許同意下,透過遍布整個店舖的鏡頭,統一收集更多數據點的購物行為。 

Amazon 推出的 Just Walk Out 及 Dash Cart 技術,分別透過商店內攝影機及購物車攝影機,追蹤消費者在實體店面中的行為,包括移動路徑、取放商品情形、考慮時間等,多了這些數據點就能得知許多過去無法取得的直接數據及推論數據,例如從取放商品行為,可以計算消費者和不同商品類型或品牌互動時間,或是從消費者路線觀察不同商品類型之間的關聯,推論消費者使用這些商品的慣例,甚至作為改良商品陳列位置或企業擴充產品線的參考。除了網下購物行為外,由於 Amazon 無人收銀技術要求消費者登入,因此還能夠結合消費者網上購物數據,分析出跨消費行為,例如消費者是否在實體店考慮過某商品,再從網上商店購入。Amazon 強調所有提供給企業的消費者數據都會去識別化,收集後以群體形式呈現。消費者可以主動選擇不被追蹤,仍可以使用無人收銀功能,目前這項服務只會售賣 Amazon 自家無人商店 Amazon Go 跟 Amazon Fresh 的消費者數據。儘管目前 Amazon 無人商店數量不到 100 家,但包括 2017 年被 Amazon 收購的 Whole Foods 鮮貨超市,已經有其他零售商店採用 Amazon 無人收銀技術,而且無人收銀技術也是目前熱門零售科技議題,顯示無人收銀市場還有不少增長空間。儘管目前應用店數不多,結合無人收銀與影像追蹤,全面掌握網下購物行為的做法,有機會成為新的零售科技發展重點。



2022年12月5日星期一

MIT 與上海交大研發出 4 美元太陽能脫鹽裝置

麻省理工學院MIT與中國上海交通大學研究人員成功開發出足供 4 口之家飲用水需求的太陽能脫鹽Solar Desalination裝置,裝置所需成本只需4 美元。

目前各種太陽能脫鹽裝置的具體做法各異,但基本原理一致,利用太陽能加熱海水,讓水蒸發、留下鹽,然後再將水蒸氣加以凝結與收集,便能夠集結成可飲用淡水。目前對太陽能脫鹽裝置成本、效率、耐用度及持久性造成影響的是殘留的鹽,因此鹽殘留積聚在這些裝置上,尤其是用來吸水的繩芯最容易累積和很難清除,久而久之只能更換新的繩芯。儘管繩芯式太陽能脫鹽裝置的海水淡化效能卓著,但卻受限於耐用度不足的問題。


如今,MIT 與上海交通大學研究人員製作出全新無芯式太陽能脫鹽裝置,該裝置透過重力驅動的對流來分離水。一般而言,自然對流是一種發生在液體密度不均時的運動,其中密度小的液體會上升,密度大的液體會下沈。全新太陽能脫鹽裝置包含許多層,海水會加在頂層,透過黑色塗料讓頂層吸收太陽熱能,進而將水蒸氣收集。在自然對流的作用下,被抽離水蒸氣的愈濃海水會向下移動積聚在底層。

研究人員透過全新脫鹽裝置運行一星期後,都沒有出現積鹽現象。雖然該研究團隊仍不確定該裝置能運行多久,但可以確定的是,製作一部足以滿足四口之家飲用水需求的無芯式太陽能脫鹽裝置,其成本只需 4 美元。接下來,全看耐久性測試結果如何,一旦通過,這個全新裝置將可能成為今後兼具成本和耐久性效益的最佳海水淡化解決方案。

2022年12月2日星期五

Toyota 推出電動車電池技術 8.7kWh 家用蓄電池

Toyota 在日本推出 8.7kW 電容量、輸出 5.5kW 的家用蓄電池「家用供電系統」,這是結合來自電動車電池發展的技術,以 Toyota 電動車電池控制技術為核心,除了蓄電作為發生緊急事件的緊急電源外,亦可結合太陽能發電或其他再生能源技術為家庭提供家用電能,可將白天儲蓄的電力做為夜間家用電力的一部分。由於源自 Toyota 電動車的技術架構,還可配備 Toyota 旗下各式新能源車,包括混合動力、插電混合動力、電池或氫燃料動力等車款的 AC100V 輸出功能,將電動車儲蓄的電力借助連接到家用供電系統作為中介,為家庭提供更大電量的緊急電力來源。此外可透過與網絡連接後,使用手機 app 檢查系統的儲電狀況。




2022年12月1日星期四

LTAMDS 下月全部完成

作為美國陸軍新型防空和反導彈網絡系統的核心計劃之一,美國陸軍和雷神公司合作開發的六組新型反導彈雷達原型,將於下月全部完成,將取代現役愛國者導彈系統中的雷達與控制站系統,屆時將會在位於新墨西哥州的白沙飛彈靶場(White Sand Missile Range)進行測試。

MIM-104 愛國者防空導彈是美國雷神公司從 1960 年代開始開發,用來取代勝利女神和鷹式導彈的中低層防空導彈,於 1984 年正式服役,數十年來包括洛希馬丁在內共開發了 PAC-1 3 等三種版本。

自洛希馬丁開發的 PAC-3 2003 年服役後,美國陸軍防空系統因長期反恐戰爭而更新較慢,因此近年積極投資更新,於 2019 年和諾斯洛普格魯曼簽約開發「整合式防空與反導彈防衛指揮系統」(Integrated Air and Missile Defense Battle Command SystemIBCS)。


在五角大廈於 2021 年提出「聯合全領域指揮管制」(Joint All Domain Command and ControlJADC2)戰略後,IBCS 便成為陸軍參與 JADC2 架構的主要計劃之一。

IBCS 作為陸軍參與 JADC2 架構的核心之一,就必須盡快更新現有防空導彈的雷達與控制系統,具備更優秀的網絡連結和抗干擾能力,因此與雷神合作開發「中低層防空與反導彈防禦感應器」(Low Tier Air and Missile Defense SensorLTAMDS) 。

LTAMDS 將取代愛國者導彈系統中的 AN/MPQ-5365/65A 雷達,為主動相位陣列(AESA)系統,能夠更有效偵測導彈、軍機和無人機等空中威脅,也具備更優秀的網絡連結能力,未來美國陸軍的愛國者導彈配備 LTAMDS,將成為 IBCS 構成系統之一,與空軍、海軍和陸戰隊的各種防空系統將能更有效率整合,即時分享訊息與戰況,提高愛國者導彈的搜索、接戰和攔截能力。

Google 雲端開始 SSO

Google 雲端開始提供多身份供應商 SSOSingle Sign-On),使用戶可透過多個第三方身份供應商存取 Google 雲端服務。過去 Google 使用 SAML 協議支援 SSO,目前 Google 雲端客戶可以使用 SAML 2.0 協議,啟用單一身份供應商,而現在 Google SSO 新功能可支援多個基於 SAML 的身份供應商,進一步強化 SSO 功能。



俄羅斯方塊能治療成癮和 PTSD

最近醫學研究證實,適當玩《俄羅斯方塊》對大腦有益。在上世紀 90 年代的研究中,就有科學家發現,初次玩《俄羅斯方塊》的人,其大腦葡萄糖代謝率( GMR )有顯著提高,意味著在玩遊戲時大腦消耗的能量增加。持續玩 4 至 8 星期後,這些人的 GMR 跌回原本水平,而遊戲分數則...