《電子技術(shù)應(yīng)用》
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2024年,,最有趣的11個(gè)電子工程新創(chuàng)意

2024-01-04
來源:電子工程世界

對電子工程師來說,,不僅要關(guān)注芯片以及半導(dǎo)體本身,,更要關(guān)注下游電子應(yīng)用,,畢竟芯片是為電子應(yīng)用而服務(wù)。

IEEE Spectrum日前發(fā)布“2024年值得關(guān)注的11個(gè)工程里程碑“,,列舉了未來一年值得關(guān)注的科技技術(shù),。那么有哪些電子應(yīng)用將在明年發(fā)光發(fā)熱,其中又有哪些潛在的芯片應(yīng)用將會爆發(fā),?

地心之旅:到地下20千米獲取能源

地?zé)崮苁且环N綠色低碳,、可循環(huán)利用的可再生能源,具備儲量大,、分布廣,、清潔環(huán)保、穩(wěn)定可靠等特點(diǎn),。

更為重要的是,,根據(jù)科學(xué)家計(jì)算,整個(gè)地球熱量超過了1 × 10^19 TJ,,這意味著,,地球的熱能足夠人類使用620億年,而地殼內(nèi)煤儲備量只夠人類使用近200年,。

為了釋放地?zé)崮艿摹疤摺睗摿?,麻省理工學(xué)院的初創(chuàng)公司Quaise Energy正在2024年測試一種深層鉆機(jī),這種鉆機(jī)使用高功率毫米波,,可以鉆入地殼10到20千米,。

要知道,地殼平均厚度為17千米,,以往各種鉆探深度都沒有突破地殼的范圍,,只有Quaise Energy公司的20千米才算是達(dá)到了下一個(gè)層面。

Quaise Energy將從舊的油氣鉆探結(jié)構(gòu)開始,,通過從回旋管爆破輻射來蒸發(fā)下面的硬巖,。鉆探至地地下20千米時(shí),此處地下溫度可達(dá)500攝氏度,,根據(jù)Quaise高管的說法,,獲得地?zé)崮芸赡苁堑?050年實(shí)現(xiàn)凈零排放目標(biāo)的關(guān)鍵。

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內(nèi)置電池的電磁爐:家用電器的儲能系統(tǒng)

現(xiàn)在我們都在使用煤氣來做飯,,但國外消費(fèi)者已經(jīng)掀起轉(zhuǎn)向基于電磁的爐灶和烤箱的風(fēng)潮,,以解決與燃?xì)庠钕嚓P(guān)的環(huán)境問題和健康風(fēng)險(xiǎn)。

雖然這種電器非常節(jié)能,,但大多數(shù)型號都需要改裝電源插座,,安裝成本高達(dá)數(shù)百美元。 Channing Street Copper 和 Impulse Labs 這樣的初創(chuàng)公司正在通過添加內(nèi)置電池,來補(bǔ)充常規(guī)的墻上插座電源,,使電磁爐和電烤箱更易于安裝,。Channing Street Copper計(jì)劃在 2024 年初 推出電池增壓設(shè)備。

全自主分診決策系統(tǒng):無創(chuàng)傳感收集數(shù)據(jù)

DARPA全稱“國防先進(jìn)研究計(jì)劃局”,,人稱現(xiàn)實(shí)版“神盾局”,,這家機(jī)構(gòu)頗有一絲傳奇色彩,研究的內(nèi)容總是能夠壓中未來,。

在大規(guī)模傷亡事件中,,幾分鐘往往可以決定生死。2024年下半年,,美國DARPA將會開展新一輪的挑戰(zhàn)賽,,一項(xiàng)開發(fā)傳感器和算法以支持大規(guī)模傷亡事件期間分診的競賽。

根據(jù)DARPA去年2月 的視頻演示 ,,該機(jī)構(gòu)正在尋找新的方法來幫助處于兩個(gè)治療階段的醫(yī)務(wù)人員:在初級分診期間,最需要護(hù)理的人將被遠(yuǎn)距離的傳感器識別,;然后,,當(dāng)患者病情穩(wěn)定時(shí),醫(yī)務(wù)人員可以根據(jù)從無創(chuàng)傳感器收集的數(shù)據(jù)來決定最佳治療方案,。三輪比賽將持續(xù)到2026年,,獎(jiǎng)金總額為700萬美元。

簡單解釋一下,,初步分診由人類親自評估,,可能適合少數(shù)患者,但不適用于大規(guī)模傷亡事件,。在二級分診中,,標(biāo)準(zhǔn)方法是定期檢查生命體征,例如心率和呼吸頻率,、血氧飽和度和血壓,。這些方法可能會錯(cuò)過危及生命的傷害的早期跡象,DARPA分診挑戰(zhàn)旨在使醫(yī)療響應(yīng)人員能夠在大規(guī)模傷亡事件中挽救生命,,方法是利用傳感器快速自主地提供初級分診所需的信息,,并提供持續(xù)監(jiān)測以預(yù)測二級分診中救生干預(yù)的需求。

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在空中套娃:用飛機(jī)發(fā)射無人機(jī)

新型導(dǎo)彈發(fā)射無人機(jī)將于2024年升空,,它就像一個(gè)在空中套了三層的娃娃一樣,,裝滿導(dǎo)彈的無人機(jī)會在飛行時(shí)會從轟炸機(jī)的腹部釋放出來。

LongShot是美國DARPA于2011財(cái)年開始研制的一種用于爭奪未來戰(zhàn)場制空權(quán)的新型無人戰(zhàn)斗機(jī),,該機(jī)在作戰(zhàn)過程中采用有人戰(zhàn)機(jī)(戰(zhàn)斗機(jī),、轟炸機(jī)等)空中投送方式,使用隱身氣動(dòng)外形和隱身涂料,能攜帶小型雷達(dá)和若干枚美軍現(xiàn)役或在研的空空導(dǎo)彈(如AIM-120系列,、“CUDA”等)對敵方多類空中飛行器進(jìn)行攻擊,,具備人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)能力。

這架無人駕駛飛機(jī)由通用原子航空系統(tǒng)公司是DARPA(美國國防高級計(jì)劃研究局)開發(fā),,今年將進(jìn)行飛行測試,,以證明其在空基作戰(zhàn)中的可行性。其目標(biāo)是在引入新飛機(jī)的同時(shí)擴(kuò)大空對空導(dǎo)彈和當(dāng)前級別戰(zhàn)斗機(jī)的射程和效力,。

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監(jiān)測新冠后遺癥:用APP預(yù)測癥狀的發(fā)生

長新冠(Long Covid,,也就是新冠后遺癥)是指新冠轉(zhuǎn)陰后,仍然長期伴有很多身體不適的癥狀,,去醫(yī)院檢查又檢查不出來什么異常,,包括惡心、頭暈,、疲勞,、嚴(yán)重的心悸和胸痛。

長新冠治療中經(jīng)常使用的治療方法稱為起搏(Pacing),,這種療法注意保護(hù)受影響者的能量資源,,避免可能使癥狀惡化的身體和精神或情緒過度勞累,但與之相悖的是,,我們又很難察覺到長新冠對我們身體的影響,,因此我們就更加難以調(diào)整自己的生活節(jié)奏以對抗長新冠。

這就是為什么一位患有長新冠的人Harry Leeming決定創(chuàng)建 Visible ,,一款幫助用戶監(jiān)控活動(dòng)并避免過度勞累的應(yīng)用程序,,Visible旨在幫助人們控制自己的活動(dòng)。

Visible通過監(jiān)測HRV(心率變異性)預(yù)測某人何時(shí)會感到疲倦,,而這種傳感通過光電體積描記法 (PPG) 技術(shù),,利用智能手機(jī)攝像頭,記錄用戶膚色的微小變化,,測量心率,。

今年,根據(jù)Leeming的說法,,Visible將推出使用專用心率監(jiān)測器的高級版應(yīng)用程序,。Leeming 說,雖然大多數(shù)可穿戴設(shè)備用于輔助鍛煉身體,,但這些臂帶監(jiān)測器針對降低心率進(jìn)行了優(yōu)化,,以幫助患有長新冠的人,該應(yīng)用程序還將從同意的用戶那里收集數(shù)據(jù),,以幫助研究這些情況,。

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耗資100億美元,亞馬遜進(jìn)軍衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)

亞馬遜 預(yù)計(jì)將在2024年底前通過 Project Kuiper “柯伊伯計(jì)劃”開始提供衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。這個(gè)耗資100億美元的項(xiàng)目旨在通過向近地軌道發(fā)射3000多顆衛(wèi)星,,將可靠的寬帶互聯(lián)網(wǎng)接入擴(kuò)展到全球農(nóng)村地區(qū),。

雖然該項(xiàng)目需要數(shù)年時(shí)間才能完全完成,但亞馬遜將在今年晚些時(shí)候開始與客戶進(jìn)行beta測試,。如果成功,,Kuiper 可以集成到 Amazon Web Services套件中。與此同時(shí),,SpaceX的 Starlink 自2019年以來一直很活躍,,已經(jīng)有5000顆衛(wèi)星在軌運(yùn)行。

根據(jù)亞馬遜(Amazon)及聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟公司(United Launch Alliance,,ULA)官方信息,,北京時(shí)間2023年10月7日2時(shí)06分,亞馬遜提出的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)“柯伊伯計(jì)劃”(Project Kuiper)的2顆原型衛(wèi)星Kuipersat-1和Kuipersat-2搭乘聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟公司的宇宙神5型(Atlas V)運(yùn)載火箭發(fā)射升空,,部署在離地球表面約500公里的高度,。亞馬遜在其官方網(wǎng)站上稱,這次發(fā)射標(biāo)志著其"原型飛行"(Protoflight)任務(wù)的開始,。

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太陽電動(dòng)汽車:明年上路

電動(dòng)汽車到來之時(shí),,很多人就曾暢想過使用太陽能供電,而這將在明年成真,。

潛在客戶和眾籌者期待 已久 的初創(chuàng)公司 Aptera Motors 制造的 太陽能電動(dòng)汽車 (SEV) 將于 2024年上路。

2015年,,Aptera Motors曾發(fā)布過一款太陽能電動(dòng)車,,之后公司便破產(chǎn)了,如今三位公司創(chuàng)始人已經(jīng)重聚,,重新量產(chǎn)全新的太陽能電動(dòng)車,。

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值得一提的是,Aptera Motors制造的是三輪SEV,,采用空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì),,可減少阻力,整體外觀看起來頗為新穎,。

該車的最新版本將插電式功能與覆蓋其車頂?shù)奶柲茈姵匕逑嘟Y(jié)合,,一次充電可行駛1600公里,每天使用太陽能發(fā)電可行駛65公里,。Aptera表示,,它的目標(biāo)是在2024年開始早期生產(chǎn),首批將交付2000輛汽車,。

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零信任架構(gòu):三分之二的信心

“信任但要驗(yàn)證”是現(xiàn)在美國網(wǎng)絡(luò)安全政策中的一句諺語,。

到2024財(cái)年末,即9月,所有美國政府機(jī)構(gòu)都將 被要求切換到 零信任安全架構(gòu),。所有用戶都必須驗(yàn)證其身份和設(shè)備,,即使他們已經(jīng)連接到政府網(wǎng)絡(luò)和虛擬專用網(wǎng)絡(luò)。

零信任的最早雛形源于耶利哥論壇 ,。Forrester前分析師約翰·金德瓦格以“從不信任,,始終驗(yàn)證”思想正式提出“零信任”這個(gè)術(shù)語,明確零信任架構(gòu)的理念 ,,改進(jìn)了在耶利哥論壇上討論的去邊界化的概念,,認(rèn)為所有網(wǎng)絡(luò)流量均不可信,應(yīng)該對訪問任何資源的所有請求實(shí)施安全控制,。

而現(xiàn)在,,零信任架構(gòu)指的是一種端到端的網(wǎng)絡(luò)安全體系,零信任是一種側(cè)重于數(shù)據(jù)保護(hù)的體系結(jié)構(gòu)方法,,?;跇I(yè)務(wù)場景的人、流程,、訪問,、環(huán)境等多維因素進(jìn)行相應(yīng)的信任評估,通過信任級別動(dòng)態(tài)地調(diào)整權(quán)限,,構(gòu)建動(dòng)態(tài)自適應(yīng)的安全閉環(huán)系統(tǒng),,其創(chuàng)新的安全思想符合新技術(shù)的特點(diǎn),不斷提高信息系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)的整體安全性,。

根據(jù)2023年的一份報(bào)告 ,,大約三分之二的聯(lián)邦機(jī)構(gòu)雇用的安全專業(yè)人員相信他們的部門將在網(wǎng)絡(luò)安全的最后期限前完成。

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薇拉·魯賓第一縷曙光:解開黑暗宇宙之謎

暗物質(zhì)和暗能量對研究人員來說,,一直是巨大的挑戰(zhàn),,盡管它們占宇宙總能量和物質(zhì)含量的 95%(暗物質(zhì)占 27%,暗能量占 68%),,但它們對我們來說基本上不可見,。這意味著構(gòu)成恒星、行星和我們?nèi)粘V車囊磺校òㄎ覀兊纳眢w)的物質(zhì)僅占宇宙含量的 5%,。

Vera C. Rubin( 薇拉·魯賓) 天文臺 擁有有史以來 最大的數(shù)碼相機(jī) ,,預(yù)計(jì)將于2024年底首次向天空睜開眼睛。

該天文臺配備了一個(gè)8.4米的寬視場望遠(yuǎn)鏡,,將在長達(dá)十年的時(shí)間里,,掃描南半球的天空。它配備了一個(gè)3200百萬像素的相機(jī),,每晚都會從智利山頂上拍攝40個(gè)滿月大小的區(qū)域,。這意味著它可以每三到四個(gè)晚上捕獲整個(gè)可見天空,。薇拉·魯賓天文臺投入使用后,將幫助天文學(xué)家清點(diǎn)太陽系,,繪制銀河系地圖,,并揭示暗物質(zhì)和暗能量。

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飛行汽車:在奧運(yùn)會上叫一輛空中出租車

在今年的巴黎夏季奧運(yùn)會上,,參會者可以開始乘坐電動(dòng)垂直起降飛行器(eVTOL,,也被人稱為飛行汽車)在城市中穿梭。

德國布魯赫薩爾的航空初創(chuàng)企業(yè)Volocopter計(jì)劃在比賽期間為體育愛好者和游客提供空中出租車服務(wù),,盡管Volocopter仍在等待歐盟航空安全局(European Union Aviation Safety Agency)的認(rèn)證,,但Volocopter計(jì)劃提供三條往返城市各地區(qū)的航線,以及兩條往返游客航線,。Volocopter的空中出租車將使巴黎成為第一個(gè)提供eVTOL服務(wù)的歐洲城市,。

雖然想法是好的,但走得路卻不那么順,。2023年11月14日,, Volocopter 空中出租車巴黎奧運(yùn)會服務(wù)計(jì)劃遭到了巴黎地方當(dāng)局幾乎一致的反對,市議會在審議該主題時(shí)公開強(qiáng)烈反對計(jì)劃,,部分與會者甚至稱其是“荒謬的”和“生態(tài)失?!薄?/p>

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超音速飛機(jī):比普通飛機(jī)快兩倍

Boom Technology正在開發(fā)一種名為Overture的客機(jī),,其飛行速度超過音速,。這家美國公司表示,它將在2024年完成其北卡羅來納州“超級工廠”的建設(shè),。

Boom計(jì)劃每年生產(chǎn)多達(dá)33架飛機(jī),,該公司聲稱這將是世界上最快的客機(jī)。Overture的設(shè)計(jì)速度是當(dāng)今商用飛機(jī)的兩倍,,飛機(jī)飛行速度將為1.7馬赫。也就是說,,從舊金山到東京不再需要10個(gè)多小時(shí),,6個(gè)小時(shí)左右即可,從美聯(lián)航位于新澤西州的樞紐到倫敦的飛行時(shí)間也會從6個(gè)多小時(shí)降到3個(gè)半小時(shí),。

Boom希望這架飛機(jī)由可持續(xù)航空燃料提供動(dòng)力,,不包含石油,與此同時(shí),,Boom已經(jīng)從商業(yè)航空公司獲得了訂單,,并計(jì)劃到2027年首飛。

值得一提的是,,Boom Technology是自協(xié)和式飛機(jī)(Concorde)以來最先研發(fā)超音速客機(jī)的公司,。

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