電子顕微鏡は、光学顕微鏡の1000倍の解像度を備えており、材料のイメージングとその特性の詳細化に非常に優れています。米国エネルギー省（DOE）のアルゴンヌ国立研究所の研究者は、高度なソフトウェア開発と人工知能（AI）フレームワークがパフォーマンスをさらに向上させることができることを実証しています。 電子顕微鏡技術は、拡大画像を作成するだけでなく、磁化や静電ポテンシャルなどの材料特性に関する情報もキャプチャします。これは、電界に対して電荷を移動させるために必要なエネルギーです。情報は、位相と呼ばれる電子波のプロパティに保存されます。フェーズは、波がピークに達するポイントなど、波サイクル内のポ

マッキンゼーグローバルインスティテュートの2017年のレポートによると、機械、特にポンプ、ファン、コンプレッサーなどの回転機器がGDPの85％を占めています。 1つの機器がダウンした場合、その結果は、1つの製造ラインでのダウンタイムなどの小さな不便から、洪水や水不足につながるポンプの故障までさまざまです。 「特にポンプ業界では、それは人間の問題です」と、デンマークを拠点とするポンプメーカーのグルンドフォスの信頼性およびカスタマーサクセスマネージャーであるチャドフローは述べています。 「製品をドアから出すだけではありません。」 Floweは、プラントを歩き、施設の最も重要な機器を理解した経験

Berkeley Labチームは、リチウム電池の性能を測定するための簡単、高速、安価な方法を開発しました。 新しい技術では、熱波を使用して、バッテリー電極内の深さの関数として局所的なリチウム濃度を測定します。 関連記事 電解質の設計により、リチウムイオン電池のアノード容量が向上します 新しい電極設計は、より強力なバッテリーにつながる可能性があります センサーは、バッテリーの上に配置されると、信号を送信します。信号周波数は、熱波が浸透する深さを決定します。 「オペランド」テクニックは、反応が起こっている間に機能します。熱波検知は、X線回折などの放射線ベースの検査方法と同じ種類のリチウム

葉の水分調節は植物の健康に不可欠であり、植物の成長と収量、病気にかかりやすく、干ばつ耐性に影響を与えます。 新しいテクノロジーは、ナノスケールのセンサーと光ファイバーを使用して、植物の水が最も積極的に管理されている葉の表面のすぐ内側の水の状態を測定します。 これは、基本的な植物生物学の理解を進めるための低侵襲研究ツールを提供します。それは、より干ばつ耐性のある作物の育種につながる可能性があります。 この技術は、最終的には作物の水分状態をリアルタイムで測定するための農学的ツールとして採用される可能性があります。 この手法では、葉の水ポテンシャルを測定するために、AquaDustと呼ばれ

カリフォルニア工科大学、ETHチューリッヒ、ハーバード大学のエンジニアは、自律型ドローンが海流を利用して航行を支援するのではなく、海流を利用できるようにする人工知能（AI）を開発しています。 「特に群れの中でロボットに深海を探検させたい場合、水面から20,000フィート離れたところからジョイスティックでロボットを制御することはほとんど不可能です。また、ナビゲートする必要のある地域の海流に関するデータをロボットに提供することもできません。表面からは検出できません。代わりに、ある時点で、自分で移動する方法を決定できるように、海上ドローンが必要になります」とジョンO.ダビリ教授は述べています。

NASAのアームストロング飛行研究センターカリフォルニア州エドワーズwww.nasa.gov/centers/armstrong ユナイテッドローンチアライアンスコロラド州センテニアルwww.ulalaunch.com 研究用航空機から空力データを収集するための研究ツールとして始まったものは、現在、機関内外の技術的課題を解決しています。 NASAの光ファイバーセンシングシステム（FOSS）テクノロジーは、高度なひずみセンサーと革新的なアルゴリズムを組み合わせて、多数の重要なパラメーターをリアルタイムで正確かつコスト効率よく監視する堅牢なパッケージにしています。 NASA全体で広く使用されてお

MC-TENG（多層円筒摩擦電気ナノ発電機の略）として知られる新しいデバイスは、それがぶら下がっている木の枝の散発的な動きからエネルギーを収集することによって電力を生成します。セルフパワーセンシングシステムは、展開後にメンテナンスを必要とせずに、火災と環境の状態を継続的に監視できます。 従来の森林火災の検出方法には、衛星監視、地上パトロール、監視塔など、効率が低い代わりに人件費と費用がかかるものがあります。現在のリモートセンサー技術はより一般的になりつつありますが、主に電力をバッテリー技術に依存しています。 太陽電池は携帯用電子機器やセルフパワーシステムに広く使用されていますが、青々とした

研究者たちは、ニューヨークからロサンゼルスまで30分未満で移動するなど、極超音速飛行への道を開くことができる推進システムを開発しました。彼らは、ジェットエンジン用の特別な極超音速反応チャンバーを作成することにより、極超音速推進に必要な爆発を安定させる方法を開発しました。 極超音速および超音速飛行のための堅牢な推進システムを開発するための取り組みが強化されており、非常に高速で大気圏を飛行し、惑星大気への効率的な出入りも可能になります。爆轟（強力な反応とエネルギー放出の最も強力な形態）を安定させることは、極超音速推進力とエネルギーシステムを進歩させる可能性があります。 このシステムは、時速4,

研究者は、病状の診断と監視に役立つコンタクトレンズ技術を開発しました。チームは、市販のソフトコンタクトレンズを、基礎となる眼の健康状態に関連する臨床的に重要な情報を目立たないように監視するためのバイオインスツルメンテーションツールにすることを可能にしました。この技術により、緑内障を含む多くの眼疾患の痛みのない診断または早期発見が可能になります。 以前は、センサーやその他の電子機器を市販のソフトコンタクトレンズに使用することはできませんでした。製造技術では、コンタクトレンズの柔らかく湾曲した形状と互換性のない、硬くて平らな表面が必要だったからです。 この新技術は、超薄型で伸縮性のあるバイオ

OmniFibersと呼ばれる新しい種類の繊維は、それがどれだけ伸ばされているか、または圧縮されているかを感知し、圧力、横方向の伸び、または振動の形で即座に触覚フィードバックを提供する衣類に作ることができます。このような生地は、歌手や運動選手が呼吸をよりよく制御できるように訓練したり、患者が病気や手術から回復して呼吸パターンを回復したりするのに役立つ衣服に使用できます。 多層繊維は、流体システムによって活性化することができる流体チャネルを中央に含んでいます。このシステムは、圧縮空気や水などの流体媒体を加圧してチャネルに放出することで繊維の形状を制御し、繊維が人工筋肉として機能できるようにしま

新しいツールは、スマートフォンとの対話から数分以内に、患者の発話能力と顔の筋肉の動きの異常に基づいて、救急治療室の医師の精度で脳卒中を診断することができます。機械学習モデルは、臨床現場での医師による診断プロセスを支援し、潜在的にスピードアップします。 現在、医師は過去のトレーニングと経験を利用して、CTスキャンのために患者をどの段階に送るべきかを決定する必要があります。新しいツールは、脳卒中の疑いのある実際の緊急治療室の患者の脳卒中の存在を、計算による顔の動きの分析と自然言語処理を使用して分析し、垂れ下がった頬や不明瞭な発話など、患者の顔や声の異常を特定します。 この結果は、救急治療室の

研究者たちは、スマートフォンの顕微鏡を使用して唾液サンプルを分析し、約10分で結果を出すCOVID-19検査法を開発しました。この方法は、既存の鼻腔スワブ抗原検査の速度と、鼻腔スワブPCR（ポリメラーゼ連鎖反応）検査の高精度を組み合わせたものです。彼らは、スマートフォンの顕微鏡を使用して、クルーズ船での拡散で有名な微生物であるノロウイルスを検出するために最初に作成した安価な方法を採用しています。彼らは、以前に開発された生理食塩水うがい薬テストと組み合わせてこの方法を使用することを計画しています。 ノロウイルスまたは他の病原体を検出するための従来の方法は、多くの場合、費用がかかるか、実験装置の

CubeSatsは、宇宙探査の大きなプレーヤーになりました。小型で比較的低コストであるため、近年、商用打ち上げに人気がありますが、このような衛星を宇宙で推進するプロセスには多くの問題があります。 これらの重要な問題の1つであるCubeSatsの推進システムを開始する点火システムの不確実性に対処するために技術が開発されました。現在の点火システムは信頼性が低く、衛星の寿命の間に重大で不可逆的な損傷を受ける可能性があります。 新しい低エネルギートリガー技術は、ナノ秒の長さのパルスを使用して、点火および推進システムが非常に長い間確実に機能することを可能にします。点火システムは、150万パルス以上で

外骨格は、その多くがバネやモーターで駆動されており、関節がユーザーの関節と一致していない場合、痛みや怪我を引き起こす可能性があります。これらのリスクを軽減するために、外骨格とそれを身に着けている人がスムーズに調和して動いているかどうかをテストする新しい測定方法が開発されました。 この方法は、コンピューターで生成されたキャラクターに命を吹き込むために映画製作者が使用するモーションキャプチャ技術と同じように、光学追跡システム（OTS）です。 OTSは、光を放射し、対象のオブジェクトに配置された球形のマーカーによって反射されたものをキャプチャする特別なカメラを使用します。コンピューターは、3D空

ほとんどのウイルス検査キットは、労力と時間のかかる実験室の準備と分析技術に依存しています。たとえば、新しいコロナウイルスの検査では、鼻腔スワブからウイルスを検出するのに数日かかる場合があります。研究者は、ウイルス性および細菌性病原体の安価でありながら感度の高いスマートフォンベースのテストデバイスを実証しました。完了までに約30分かかり、費用は約50ドルです。 現在、デバイスの外部で実行されているいくつかの準備手順があり、チームは完全に統合されたシステムであるために必要なすべての試薬を含むカートリッジに取り組んでいます。他の研究者は、新しいコロナウイルスゲノムを使用して、COVID-19のモバ

センサーと強化された通信ツールの追加により、軽量でポータブルな電源を提供することはより困難になっています。研究者たちは、熱エネルギーを電気に変える新しいアプローチを実証しました。これにより、将来の戦場で兵士にコンパクトで効率的な電力を提供できるようになります。 高温の物体は、光子の形で周囲に光を放射します。放出された光子は、太陽電池で捕捉され、有用な電気エネルギーに変換されます。エネルギー変換へのこのアプローチは、遠方場熱光起電力（FF-TPV）と呼ばれ、長年にわたって開発されてきました。ただし、電力密度が低いため、エミッタの動作温度を高くする必要があります。 新しいアプローチでは、エミッ

さまざまな波長の光に調整可能な赤外線発光ダイオード（LED）を備えたスマートデバイスにより、冷蔵庫は食品が腐敗したことを知ることができます。このデバイスは、致命的なガスを含む可能性のある一連のガスを識別し、消防士、鉱夫、軍隊、配管工の安全性を向上させることができます。 赤外線（IR）分光計は、人間の目には見えない赤外線シグネチャを分析することでさまざまな材料を識別できる一般的な実験装置です。 AMラジオをさまざまな周波数の電波に調整できるのと同じように、IRスペクトロメータをさまざまな波長に調整して、ガスサンプルの広域スペクトル分析を行うことができます。ただし、これらのマシンはかさばり、高価

研究者たちは、トランジスタの欠陥を検出してカウントする高感度の方法を考案してテストしました。これは、次世代デバイス用の新しい材料を開発する半導体業界にとって緊急の懸念事項です。これらの欠陥はトランジスタと回路の性能を制限し、製品の信頼性に影響を与える可能性があります。 典型的なトランジスタは、ほとんどの用途で、基本的にスイッチです。オンの場合、電流は半導体の一方の側からもう一方の側に流れます。スイッチをオフにすると、電流が停止します。これらのアクションはそれぞれ、デジタル情報のバイナリ1と0を作成します。 トランジスタの性能は、指定された量の電流がどれだけ確実に流れるかに大きく依存します。

新しいタイプのCOVID-19検査戦略は、症例の特定、亜種の追跡、および同時感染ウイルスの検出のプロセスを合理化するのに役立つ可能性があります。現在、これら3つの診断手順のそれぞれには、個別のアッセイと複雑なワークフローが含まれており、分析は通常、高度に専門化された施設で実行されます。研究者たちは現在、3種類のテストすべてを1つの手順にまとめており、COVID-19およびSARS-CoV-2の多くの新しい亜種のポイントオブケア追跡が可能になるはずです。 このテストには、COVID-19のスクリーニングとモニタリングの標準である、時間と費用のかかる技術を回避する、ポータブルでブリーフケースサイ

研究者たちは、自己自律的な生物のように、外部のエネルギー入力なしで情報入力にインテリジェントに応答できる電子マイクロシステムを作成しました。マイクロシステムは、超低電子信号を処理できる新しいタイプの電子機器で構成されており、周囲環境から電気を生成できる新しいデバイスが組み込まれています。マイクロシステムの主要なコンポーネントは両方とも、電子廃棄物を生成せずに微生物から再生可能に生成される「グリーン」な電子材料であるプロテインナノワイヤーから作られています。 このプロジェクトは、チームによる最近の研究の継続的な進化を表しています。以前、彼らは、地球上のほぼすべての環境で継続的に電気を生成するデ