美国研究人员设计出能够“思考”的新型材料
有人拍了拍你的肩膀，你皮肤上有组织的触摸感受器向你的大脑发送信息，大脑处理信息并引导你向左看，朝着轻敲的方向看。现在，宾州州立大学和美国空军的研究人员已经利用了这种机械信息处理，并将其集成到“思考”的工程材料中。
这项工作发表在8月24日的《自然》杂志上，其关键在于一种新型的、可重构的集成电路替代品。集成电路通常由封装在单个半导体材料（通常为硅）上的多个电子元件组成，它们运行所有类型的现代电子设备，包括电话、汽车和机器人。集成电路是科学家实现的信息处理，类似于大脑在人体中的作用。根据首席研究员Ryan Harne，James F.Will（宾夕法尼亚州立大学机械工程副教授）的说法，集成电路是信号和信息可伸缩计算所需的核心组件，但除了硅半导体之外，科学家从未在任何成分中实现过。
他的团队的发现证明了我们周围任何材料都有机会像自己的集成电路一样工作：能够“思考”周围发生的事情。
哈恩说：“我们创造了第一个工程材料的例子，它可以同时感知、思考和作用于机械应力，而不需要额外的电路来处理这些信号。软聚合物材料的作用就像大脑，可以接收数字信息串，然后进行处理，产生新的数字信息序列，可以控制反应。”
软导电机械材料包含可重构电路，可实现组合逻辑：当材料接收到外部刺激时，它将输入转换为电信息，然后进行处理以生成输出信号。哈恩和他的团队证明，这种材料可以使用机械力来计算复杂的运算，或者检测无线电频率来传递特定的光信号，以及其他潜在的翻译示例。哈恩说，这种可能性是巨大的，因为集成电路可以被编程来做很多事情。
哈恩说：“我们发现了如何在机电网络中使用数学和运动学——系统的各个组成部分是如何运动的。这使我们能够通过促进软材料系统固有的完全可扩展的信息处理，实现工程材料中的基本智能形式。”
根据哈恩的说法，这种材料使用了与人类类似的“思维”过程，在自主搜索和救援系统、基础设施维修，甚至在能够识别、隔离和中和空气传播病原体的生物混合材料中都有潜在的应用。
哈恩说：“人类之所以聪明，是因为我们能够观察和思考我们通过感官接收到的信息，反思这些信息与我们如何反应之间的关系。”
虽然我们的反应似乎是自动的，但这一过程需要身体中的神经将感觉信息数字化，以便电信号可以传输到大脑。大脑接收这个信息序列，评估它，并告诉身体做出相应的反应。
哈恩说，为了让材料以类似的方式处理和思考信息，它们必须进行同样复杂的内部计算。当研究人员将他们的工程材料置于机械信息（使材料变形的外力）下时，它将信息数字化为其电气网络可以推进和评估的信号。
这一过程建立在该团队之前的工作基础上，该团队开发了一种软的机械超材料，可以“思考”力是如何施加到其上的，并通过程序化反应做出反应，这在去年的《自然通讯》中有详细介绍。根据哈恩的说法，这种早期的材料仅限于对二进制输入-输出信号进行操作的逻辑门，并且无法计算对集成电路至关重要的高级逻辑运算。
研究人员陷入了困境，直到他们重新发现了克劳德·E·香农（Claude E.Shannon）在1938年发表的一篇论文。香农后来被称为“信息理论之父”。香农描述了一种通过构建遵循布尔数学定律的机电开关网络来创建集成电路的方法——与哈恩之前使用的二进制逻辑门相同。
哈恩说：“最终，半导体行业在20世纪60年代没有采用这种制造集成电路的方法，而是选择使用直接组装方法。香农以数学为基础的设计理念在时间的沙漠中消失了，因此，当我们阅读这篇论文时，我们惊讶地发现，我们的初步工作完全实现了香农的愿景。”
然而，Shannon的工作是假设性的，在集成电路开发之前近30年才完成，并没有解决如何扩展网络的问题。
哈恩说：“我们对香农的设计理念进行了大量修改，以使我们的机电网络符合集成电路组装规则的现实。我们从2021的研究中跳出了我们的核心逻辑门设计哲学，并将设计原则与香农阐述的原则完全同步，最终生产出机械集成电路材料——人造物质的有效大脑。”
研究人员现在正在开发这种材料来处理视觉信息，就像处理物理信号一样。
哈恩说：“我们目前正在将其转化为一种‘看’的方式，以增强我们目前创造的‘触摸’的感觉。我们的目标是开发一种材料，通过看到标志、跟随标志并避开不利的机械力（如踩在上面的物体）来演示在环境中的自主导航。”
#半导体# #集成电路#
有人拍了拍你的肩膀，你皮肤上有组织的触摸感受器向你的大脑发送信息，大脑处理信息并引导你向左看，朝着轻敲的方向看。现在，宾州州立大学和美国空军的研究人员已经利用了这种机械信息处理，并将其集成到“思考”的工程材料中。
这项工作发表在8月24日的《自然》杂志上，其关键在于一种新型的、可重构的集成电路替代品。集成电路通常由封装在单个半导体材料（通常为硅）上的多个电子元件组成，它们运行所有类型的现代电子设备，包括电话、汽车和机器人。集成电路是科学家实现的信息处理，类似于大脑在人体中的作用。根据首席研究员Ryan Harne，James F.Will（宾夕法尼亚州立大学机械工程副教授）的说法，集成电路是信号和信息可伸缩计算所需的核心组件，但除了硅半导体之外，科学家从未在任何成分中实现过。
他的团队的发现证明了我们周围任何材料都有机会像自己的集成电路一样工作：能够“思考”周围发生的事情。
哈恩说：“我们创造了第一个工程材料的例子，它可以同时感知、思考和作用于机械应力，而不需要额外的电路来处理这些信号。软聚合物材料的作用就像大脑，可以接收数字信息串，然后进行处理，产生新的数字信息序列，可以控制反应。”
软导电机械材料包含可重构电路，可实现组合逻辑：当材料接收到外部刺激时，它将输入转换为电信息，然后进行处理以生成输出信号。哈恩和他的团队证明，这种材料可以使用机械力来计算复杂的运算，或者检测无线电频率来传递特定的光信号，以及其他潜在的翻译示例。哈恩说，这种可能性是巨大的，因为集成电路可以被编程来做很多事情。
哈恩说：“我们发现了如何在机电网络中使用数学和运动学——系统的各个组成部分是如何运动的。这使我们能够通过促进软材料系统固有的完全可扩展的信息处理，实现工程材料中的基本智能形式。”
根据哈恩的说法，这种材料使用了与人类类似的“思维”过程，在自主搜索和救援系统、基础设施维修，甚至在能够识别、隔离和中和空气传播病原体的生物混合材料中都有潜在的应用。
哈恩说：“人类之所以聪明，是因为我们能够观察和思考我们通过感官接收到的信息，反思这些信息与我们如何反应之间的关系。”
虽然我们的反应似乎是自动的，但这一过程需要身体中的神经将感觉信息数字化，以便电信号可以传输到大脑。大脑接收这个信息序列，评估它，并告诉身体做出相应的反应。
哈恩说，为了让材料以类似的方式处理和思考信息，它们必须进行同样复杂的内部计算。当研究人员将他们的工程材料置于机械信息（使材料变形的外力）下时，它将信息数字化为其电气网络可以推进和评估的信号。
这一过程建立在该团队之前的工作基础上，该团队开发了一种软的机械超材料，可以“思考”力是如何施加到其上的，并通过程序化反应做出反应，这在去年的《自然通讯》中有详细介绍。根据哈恩的说法，这种早期的材料仅限于对二进制输入-输出信号进行操作的逻辑门，并且无法计算对集成电路至关重要的高级逻辑运算。
研究人员陷入了困境，直到他们重新发现了克劳德·E·香农（Claude E.Shannon）在1938年发表的一篇论文。香农后来被称为“信息理论之父”。香农描述了一种通过构建遵循布尔数学定律的机电开关网络来创建集成电路的方法——与哈恩之前使用的二进制逻辑门相同。
哈恩说：“最终，半导体行业在20世纪60年代没有采用这种制造集成电路的方法，而是选择使用直接组装方法。香农以数学为基础的设计理念在时间的沙漠中消失了，因此，当我们阅读这篇论文时，我们惊讶地发现，我们的初步工作完全实现了香农的愿景。”
然而，Shannon的工作是假设性的，在集成电路开发之前近30年才完成，并没有解决如何扩展网络的问题。
哈恩说：“我们对香农的设计理念进行了大量修改，以使我们的机电网络符合集成电路组装规则的现实。我们从2021的研究中跳出了我们的核心逻辑门设计哲学，并将设计原则与香农阐述的原则完全同步，最终生产出机械集成电路材料——人造物质的有效大脑。”
研究人员现在正在开发这种材料来处理视觉信息，就像处理物理信号一样。
哈恩说：“我们目前正在将其转化为一种‘看’的方式，以增强我们目前创造的‘触摸’的感觉。我们的目标是开发一种材料，通过看到标志、跟随标志并避开不利的机械力（如踩在上面的物体）来演示在环境中的自主导航。”
#半导体# #集成电路#
#文化文明#【亲子阅读丰富青少年假日文化生活】近日，东城区妇联、王府井书店在暑期启动了“家庭亲子阅读体验基地”，策划、组织了“丝路上的敦煌”线下读书分享会。25组家庭跟随《丝路上的敦煌》作者于雅泽重“走”丝绸之路，完成了一次美丽神奇、妙趣横生的穿越之旅，活动让父母和孩子充分感知了亲子阅读带来的快乐。据悉， 2022年，东城区妇联、王府井书店共同创建了“王府井儿童之家·童阅学堂”、“东城区家庭亲子阅读体验基地”儿童友好空间。先后开展了“大美汉字”“汉服礼仪学堂”“青少年儿童职业生涯探索”“相声小课堂”等线上线下活动，丰富了青少年的假日文化生活。 （文明东城）
【科技赋能农业智慧守卫秦岭】#新闻发布会[超话]#
青春擦亮奋斗底色，奉献担当时代重任。西安培华学院智能科学与信息工程学院“智小卫秦岭卫士队”实践团队全体队员和指导老师高老师于2022年7月1日启程前往陕西省蓝田县葛牌镇秦岭保护驿站，实地调查乡村振兴背景下农业现代化发展模式及其对秦岭环境发展的影响。
成员们在实地调查中采访了一些当地的群众及到此游玩的旅客，他们均惊讶于现代科技发展所带来的农业及自然环境生产翻天覆地的变化。
他们相信众学子的未来能够找准发展定位，继续坚持科技赋能，守卫自然环境，助力乡村振兴。
团队成员了解到，目前秦岭主打亲子游、研学游、团体团建，通过科普农业知识、体验绿色文化，吸引更多的游客来了解这“一抹天然绿”。
实践队队员也力所能及帮助当地老农，通过电商平台、直播带货、企业合作、超市合作等渠道销售，秦岭脚下的天然有机蔬菜、瓜果等主要产品。
为促进乡村振兴，守卫自然环境，这只是智小卫“三下乡”活动的一个缩影。
除此之外，为促进农业科技进村入户，激发广大农民学科学、用科学的积极性、主动性和参与性，提升农业科技转化率，实践队员们还将在全镇挨家挨户资讯统计农民实际劳作生产中的问题。
同时组织队员跟随老农深入乡村田间地头，对科技示范主体开展面对面、手把手的指导服务。队员们自行开发的自主灌溉系统及智能垃圾清除小车，实打实的服务于农民，受益于农民。
与此同时，实践队员们也以专题讲座、现场观摩、科技赶场等丰富多样的方式，进一步广泛深入送理论、送技术，自然与农业科技“三下乡”活动。向广大农民宣传强农惠农富农政策，推广新品种、新技术及新科技，提升农民科学水平，帮助农民增收致富。
相信，在未来葛牌镇将持续结合本地特色，继续坚持科技赋能，贯彻绿色生态、健康环保的发展理念，挖掘其他品种农产品的种植潜力，拓展更多的特色旅游项目，以自身技术带动农业发展，助力乡村振兴。
队员们仍然会在力所能及的范围内，伸出援手、提供帮助，让村民真真切切感受到大学生的热忱之心。 https://t.cn/R2WxdDX
青春擦亮奋斗底色，奉献担当时代重任。西安培华学院智能科学与信息工程学院“智小卫秦岭卫士队”实践团队全体队员和指导老师高老师于2022年7月1日启程前往陕西省蓝田县葛牌镇秦岭保护驿站，实地调查乡村振兴背景下农业现代化发展模式及其对秦岭环境发展的影响。
成员们在实地调查中采访了一些当地的群众及到此游玩的旅客，他们均惊讶于现代科技发展所带来的农业及自然环境生产翻天覆地的变化。
他们相信众学子的未来能够找准发展定位，继续坚持科技赋能，守卫自然环境，助力乡村振兴。
团队成员了解到，目前秦岭主打亲子游、研学游、团体团建，通过科普农业知识、体验绿色文化，吸引更多的游客来了解这“一抹天然绿”。
实践队队员也力所能及帮助当地老农，通过电商平台、直播带货、企业合作、超市合作等渠道销售，秦岭脚下的天然有机蔬菜、瓜果等主要产品。
为促进乡村振兴，守卫自然环境，这只是智小卫“三下乡”活动的一个缩影。
除此之外，为促进农业科技进村入户，激发广大农民学科学、用科学的积极性、主动性和参与性，提升农业科技转化率，实践队员们还将在全镇挨家挨户资讯统计农民实际劳作生产中的问题。
同时组织队员跟随老农深入乡村田间地头，对科技示范主体开展面对面、手把手的指导服务。队员们自行开发的自主灌溉系统及智能垃圾清除小车，实打实的服务于农民，受益于农民。
与此同时，实践队员们也以专题讲座、现场观摩、科技赶场等丰富多样的方式，进一步广泛深入送理论、送技术，自然与农业科技“三下乡”活动。向广大农民宣传强农惠农富农政策，推广新品种、新技术及新科技，提升农民科学水平，帮助农民增收致富。
相信，在未来葛牌镇将持续结合本地特色，继续坚持科技赋能，贯彻绿色生态、健康环保的发展理念，挖掘其他品种农产品的种植潜力，拓展更多的特色旅游项目，以自身技术带动农业发展，助力乡村振兴。
队员们仍然会在力所能及的范围内，伸出援手、提供帮助，让村民真真切切感受到大学生的热忱之心。 https://t.cn/R2WxdDX
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