NASAのジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡が、12月25日に南米フランス領ギアナのヨーロッパ宇宙港からアリアン5ロケットで打ち上げられ、成功しました。ESA（欧州宇宙機関）とカナダ宇宙機関との共同プロジェクトであるウェッブ天文台は、NASAの画期的な旗艦ミッションとして、初期宇宙の最初の銀河からの光を探求し、太陽系の探査、さらには系外惑星と呼ばれる他の恒星を公転する惑星の研究を行います。 「ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡は、NASAとパートナーが未来へ前進させる野心を体現しています」とNASA長官のビル・ネルソン氏は述べています。「ウェッブの約束は、私たちが何を発見するかではなく、まだ理解でき

雪の結晶と同じように、二つとして同じ枝はありません。大きさ、形、質感が異なり、濡れていたり、苔が生えていたり、小枝がたくさん出ていたりします。しかし、鳥はそれらのほぼすべてに着地できます。この能力は、スタンフォード大学のマーク・カトコスキー教授とデビッド・レンティンク教授（現在はオランダのフローニンゲン大学）の研究室の大きな関心を集めました。両研究室とも、動物の能力に着想を得た技術を開発しています。 「鳥の飛行と着地を模倣するのは容易ではありません」と、両研究室で大学院生だったウィリアム・ロデリック博士（2020年修了）は語ります。「何百万年もの進化を経て、鳥たちは森林にある複雑で多様な樹木

研究者たちは、電気パルスをバッテリーに送りその応答を測定することでバッテリーを監視する新しい方法を設計しました。測定値は機械学習アルゴリズムで処理され、バッテリーの健康状態と有用寿命を予測します。この方法は非侵襲的で、既存のバッテリーシステムへのシンプルなアドオンです。 リチウムイオンバッテリーの健康状態と残り有用寿命を予測することは、電気自動車の普及を制限する大きな問題の一つであり、携帯電話の安全性にも影響します。時間とともに、バッテリー性能は複雑なネットワークを形成する微妙な化学プロセスにより劣化します。個々のプロセスはバッテリー性能に大きな影響を与えませんが、集合的にバッテリーの性能と寿

テレヘルスはCOVID-19期间、対面接触を最小限に抑えながら医師が医療を提供し続けるための重要な手段となりました。しかし、電話やオンライン診療では、患者の脈拍や呼吸数などの重要なバイタルサインをリアルタイムで取得するのが難しくなります。 ある手法は、人物のスマートフォンやコンピューターのカメラを用いて、顔のリアルタイム動画から脈拍と信号を取得します。機械学習が遠隔健康センシングで役立つには、動画内で最も強い生理学的情報源——脈拍など——を保持する関心領域を特定し、それを時間経過で測定する必要があります。誰もが異なるため、システムは各人のユニークな生理学的特徴に素早く適応し、外見や環境などの他

靴を脱いでビンに入れるのは2006年以来飛行体験の一部でした。しかしまもなく、プリチェックステータスがない人でも靴を履いたまま靴スキャナーに乗り、ボディスキャナーを通り抜け、搭乗ゲートへ向かえるようになるかもしれません。 世界中の空港で使用されているオリジナルのホログラフィックミリ波スキャン技術は、衣服の下に隠された多様な潜在的武器や脅威を検出できます。オリジナルスキャナーの能力は、乗客体験改善の観点から拡張されました。結果として、次世代ハイデフィニションスキャナーが生まれ、さらに小さな脅威をより少ない誤検知で特定できます。この過程で、履いたまま靴を検査できる類似技術も開発されました。 靴スキ

自動運転車は、Light Detection and Ranging（LiDAR）を用いた物体検知の限界により、突然現れた幼児と茶色い袋の区別が困難です。自動運転業界は、周波数変調連続波（FMCW）LiDARでこの問題解決を模索しています。 研究者たちは、シリコンチップ上での光の機械的制御と変調により、このタイプのLiDARが近距離の高速移動物体をより高分解能で検出できる方法を構築しました。FMCW LiDARは自動運転車の屋上からレーザー光をスキャンし物体を検出します。単一レーザービームが他の波長の櫛状——マイクロコーム——に分裂し、エリアをスキャンします。光は物体で反射し、光アイソレータ

レンズを必要とせず、再構成可能な粒子ベースマスクを用いて物体の複数ショットを撮影するイメージング技術が開発されています。電界誘導自己組織化マスク技術は、微小金ワイヤーのマスクを作成し、撮像対象物体の近くに配置することで開発されました。マスクは物体から反射した光を散乱させ、イメージセンサーが光を収集します。電流でマスク内の粒子を再配置し、反復ごとに新しいマスクを生成し、システムが各新しい画像を記録します。複数の光取得は計算的に再構成され、元の物体画像となり、解像度と品質が大幅に向上します。 通常、複数のマスクを物理的に作って動かす必要があり、これが大型化と高コストを招き、レンズフリーイメージン

研究者たちは、物体に力がどう加えられているかを検出する機構を3Dプリントする新手法を開発しました。構造は単一材料から作られるため、迅速なプロトタイピングが可能です。設計者はこの手法で、ジョイスティック、スイッチ、ハンドヘルドコントローラーなどのインタラクティブ入力デバイスをワンパスで3Dプリントできます。 これを実現するため、研究者たちはメタマテリアル——繰り返しセルのグリッドに分割された材料——で作られた構造に電極を統合しました。また、ユーザーがこれらのインタラクティブデバイスを構築するのを助ける編集ソフトウェアも作成しました。 センシングを物体の材料構造に直接統合できるため、物体とのあらゆ

NASAマーシャルのイノベーターたちは、アラバマ州立大学ハンツビル校応用光学センターと共同で、干渉計の撮像システム/検出器の基本的なナイキスト限界を超えて、光学表面の干渉測定空間分解能を向上させるシステムを開発しました。サブピクセル空間分解能干渉計（SSRI）システムにより、光学製造者は標準干渉計では正確に分解できない空間周波数の表面形状を正確に評価できます。 光学設計の現在のトレンドは新タイプの仕様を生み出し、明確な空間周波数帯域を要求し、より大口径光学を求めています。しかし、これらの特徴を全開口で特性評価する能力には改善が必要です。SSRIシステムは、サブピクセル横方向シフトで撮影した低分

エンジニアたちは、音波を用いて油中にトンネルを作り、液滴を非接触で操作・輸送する汎用性の高いマイクロ流体ラボオンチップを実証しました。この技術は、完全再利用可能な小型・プログラマブル・書き換え可能なバイオメディカルチップの基盤となり、現場診断や実験室研究を可能にします。システムは最小限の外部制御で液滴の書き換え可能なルーティング、ソーティング、ゲーティングを実現し、これらは液滴のデジタルロジック制御に不可欠な機能です。 自動流体処理は臨床診断や大規模化合物スクリーニングなど多くの科学分野の発展を牽引してきました。現代のバイオメディカル研究と製薬業界で広く普及していますが、これらのシステムは大型

センサー間の低クロストークと伝送線路の低損失を実現できる、薄型両面回路基板のニーズに対応する新しい製造方法論が開発されました。 この製造法により、最小限のシリコンウェハーを回路基板として使用し、超伝導材料を両面に堆積させることでスペースを削減し効率を向上させます。シリコンウェハーが薄いため、ウェハーの片面でホット基板上への金属薄膜堆積を可能にするため、製造中に追加のバッキングハンドルウェハーが必要です。さらに、金属およびポリマー犠牲層を用いて、不要なシリコン、埋め込み酸化膜、エポキシ層の除去中にシリコン基板と超伝導金属層を保護します。 このプロセスは、超伝導センサー間の超低損失伝送線路と超低ク

誰 燃焼でシリコーン膜「ドット」を膨らませるシステムが、将来的には電子機器用の動的点字ディスプレイとして機能する可能性があります。 何 タブレットやKindleが視覚障害者向けにコマンドで点字を表示する様子を想像してください。動的ディスプレイ設計の主要なハードルは、各ポップアップドットを持ち上げるために必要な力をどう加えるかです。このシステムは成形シリコーンとマイクロ流体液体金属トレースで構成され、液体金属電極が火花を発生させ、プレミックスされたメタンと酸素のマイクロスケール体積を着火します。この燃料は一連の独立チャネルを流れ、それぞれ幅3ミリメートルのアクチュエーターに通じます。急速な燃焼で

Dynamisと呼ばれる技術が開発され、産業用ロボットがミリメートルサイズの微小ガラスレンズ、電子部品、エンジン歯車を損傷せずに操作できるようになりました。 独自の力覚フィードバック技術により、組立、微細操作、研磨、サンディングなど、通常人間が行う触覚を伴うタスクを誰でもプログラム可能になります——表面との一貫した接触を維持する能力を必要とするタスクです。 Force Sensor Robust Compliance Controlとして知られる、Dynamisで駆動されるソフトウェアは、接触の剛性——ソフト、ミディアム、ハードのいずれか——という単一パラメータの設定のみを必要とします。Dyn

製造業は世界中でデジタルトランスフォーメーションを進行中であり、COVID-19パンデミックがインダストリー4.0の導入を加速させています。このデジタルシフトは、センシングデータを取得するだけでなく、そのデータを産業用モノのインターネット（IIoT）空間の多様なアプリケーション向けに実行可能なインサイトへ解釈するスマートセンサーの進歩を促しています。 スマートセンサー市場は、予測期間（2021-2026年）に19%のCAGRで成長するとMarket Research Futureは予測しています。スマートセンサーへの需要拡大を何が牽引し、今後数年でどの業界がセンサーテクノロジーへの最大

20世紀には、インドのエネルギー情勢は化石燃料が支配し、ディーゼル、石油、灯油がほとんどの産業用と家庭用に使用されていました。インド農村部では、人口の大部分が調理に石炭、薪、牛糞を使用していました。しかし、過去数十年でインドはガスベース経済への転換を目指し、液化石油ガス（LPG）と圧縮天然ガス（CNG）が調理や輸送に広く使われるようになりました。最近では、パイプド天然ガスも多くの都市家庭で利用可能になり、消費者の自宅に直接途切れない調理用ガスを提供する快適さが生まれました。この新展開は、ガス事業者がどれだけガスが消費されているかを測定することを求めています。どう測るか？ ガスメーターで。 ガス

ターゲットをリアルタイムで監視する感度と選択性に優れた電子バイオセンサー——分析デバイス——への需要が、幅広い用途で高まっています。臨床現場でのヘルスケア、創薬、食品安全と品質管理、環境モニタリングに最適です。 電子バイオセンサーは、シンプルさ、短い分析時間、低製造コスト、最小限のサンプル前処理、未訓練の人員でも現場で使用可能という点で魅力的です。 ボルツァーノ自由大学とETHチューリッヒの研究者たちは、電解質ゲートカーボンナノチューブ電界効果トランジスタ（EG-CNTFET）バイオセンサーの科学的進歩をレビューしました。これらのデバイスは優れた電子特性と固有の信号増幅を特徴とし、幅広い生体

キラリティ検出をナノスケールで実現する画期的フォトニック効果 ねじれたナノスケール半導体が光を新たな方法で操作する効果が発見され、命を救う医薬品の発見・開発やフォトニック技術の加速が期待されています。 創薬プロセスへの応用 このフォトニック効果は、膨大な化合物ライブラリを解析するハイスループット・スクリーニング（HTS）の新たな分析ツールとなり、ロボット化学者による自動化を可能にします。各化合物の微量サンプルがマイクロプレートのウェル（立方ミリメートル以下、チョコレートバー大のプレートに1000ウェル）に充填されます。 創薬の重要指標はキラリティ（分子のねじれ方向）。生体システムは右巻きか

アモルファス酸化物半導体ベース薄膜トランジスタ（TFT）におけるキャリア移動度と安定性のトレードオフが、東京工業大学の研究者たちによって、作製されたインジウムスズ酸化物TFTでついに克服されました。これは現在のシリコンベース技術より安価なディスプレイ技術の設計への道を開く可能性があります。 アモルファス酸化物半導体（AOS）は、低コストと高い電子（キャリア）移動度により、次世代ディスプレイ技術の有望な選択肢です。特に高移動度は高速画像表示に不可欠です。しかしAOSには商業化を妨げる明確な欠点があります：移動度/安定性のトレードオフです。 TFTの安定性の核心テストの一つは「負バイアス温度スト

疾病拡散を抑制しつつプライバシーを保護する取り組みにおいて、国立標準技術研究所（NIST）の学際研究チームは、人や動物が互いに密接接触したときを検出できる低コストデバイスと手法を設計・テストしました。 着用型デバイスは市販のBluetooth無線ハードウェアとNISTの暗号機能を組み合わせています。着用者間の距離推定が常に信頼できるわけではありませんが、NISTシステムは人と動物が空間をどう移動し相互作用するかの研究に有用かもしれません。スマートフォンを用いた接触追跡より利点があるかもしれません——スマートフォンは特定の場面で一貫して使用されず、プライバシー保護が弱い可能性があります。 10

サンドゥア国立研究所のイスラエル・オーウェンズ博士と彼のチームは、10セント硬貨より小さな結晶とシューボックスより小さなレーザーを用いて、電極に物理的接触することなく2000万ボルトを安全に測定しました。 Tech Briefs: このアイデアのきっかけは？ オーウェンズ博士: 10セント硬貨より小さな結晶とシューボックスより小さなレーザーで、極めて高い電圧を正確かつ安全に測定する方法：これは、私の同僚数人と行った「絵に描いた餅」のような議論から始まりました。解決しようとしていた問題は：パルスパワーアクセラレーターで通常生成される種類の、極めて高い電圧をどう測定するか、ということでした。 様々