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大家好，技术前沿洞察再次与您见面！本周的技术进步可以说涵盖了从“人造眼球芯片”和“螳螂机器人”到阿尔茨海默病早期检测、地震预测和日本科学家发明“人造尾巴”的一切。可以说，在健康、旅行和安全方面取得了重要进展。让我们一起来看看！
美国学院和大学
验血能提前20年预测老年痴呆症吗？
华盛顿大学圣路易斯医学院的研究人员声称，他们在开发能够检测阿尔茨海默氏症的血液测试方面取得了重大进展——这些测试可以在症状出现前20年进行。
华盛顿大学神经学教授、论文作者兰德尔·贝特曼(RandallBateman)在《神经学》杂志上表示，人们通常需要接受脑部扫描和临床试验，才能提前发现阿尔茨海默病。"这既费时又昂贵，但是验血每月可能会筛查成千上万的人。"
研究人员是如何做到的？首先，他们测量了158名50岁以上成年人的血液中淀粉样蛋白β的含量，看它是否与大脑扫描中发现的蛋白质相匹配。
此外，当研究人员将这一信息与该疾病的另外两个风险因素——65岁以上的人和患有遗传变异体APOE4的人——结合起来时，该疾病的风险至少增加了三倍，这意味着血液检测的准确性从88%提高到94%。
因此，研究人员希望通过加快潜在临床试验参与者的筛选过程来帮助未来的试验，并在此过程中加快阿尔茨海默病的治疗速度。
宾夕法尼亚大学的研究人员建造了人造眼睛芯片
我们为什么要研究眼病？例如，干眼症是一种常见疾病。如果你每天花8个小时或更多时间盯着电脑屏幕，你可能会发现你的眼睛变得疲劳或干燥，然后变成干眼。
然而，美国食品和药物管理局几乎没有批准用于此类疾病的药物，部分原因是制药商很难模拟人眼复杂的病理和生理结构。
现在，宾夕法尼亚大学的工程和医学研究人员宣布，他们希望用“芯片上的人工眼睛”来解决这个问题。这项研究最近发表在《自然医学》杂志上，概述了“芯片上的眼睛”作为器官身体的双重准确性，并展示了它作为药物测试平台的实用性。
人造地震的深度
宾夕法尼亚大学工程学院和医学院的研究人员花了几年时间对芯片进行微调，并为芯片在药物、化学品和化妆品的无动物测试中做出了大量努力。总的来说，他们希望设计一种眼睛模型来模拟健康的眼睛和干眼症的眼睛，这样就可以帮助测试各种最终不会对人类造成任何伤害的药物。
感兴趣的人可以点击原文阅读:
http://Penn today . upenn . edu/news/blinking-eye-chip-use-disease-modeling-and-drug-testing
虚拟现实游戏使帕金森患者能够在虚拟世界中自信地行走
在那之后，让我们来看看医学领域科学技术的另一个发展。
最近，南加州大学的一个工程师团队与研究人员和虚拟现实游戏设计者合作，为全球1000多万帕金森病患者开发虚拟现实游戏，帮助帕金森病患者自信行走。
研究表明，至少71%的帕金森病患者有跌倒的倾向，这会造成严重伤害，特别是对老年患者，导致残疾、社会孤立等。然而，传统的物理疗法主要是力量训练，训练场所往往在诊所。然而，研究表明，在真实环境中进行的活动将更有利于运动技能的长期保持。
这款名为“克服”的游戏让患者可以在跑步机上行走，感觉自己正在一个虚拟的现代化城市中行走，这里有道路、人行道、建筑和汽车，并且可以选择白天/夜晚模式。病人通过避开人行道上随机产生的障碍物(如椅子、纸杯和塑料杯)获得积分。
人造地震的深度
除了音频反馈，研究人员还引入了触觉反馈组件，使虚拟现实体验更加身临其境。当病人接触到障碍物时，微控制器会警告振动马达，他们会感觉到振动并警告他们改变路径。
目前，一些医院也已经将虚拟现实用于帕金森病患者的物理治疗。
“蟑螂”机器人可用，预计在地震中救援
当螳螂大小的机器人能承受120公斤的重量时，它能扮演什么角色？
最近，加州大学伯克利分校的研究人员创造了一种新的昆虫大小的机器人，它大约有一枚大邮票那么大，由一片叫做聚偏二氟乙烯或聚偏二氟乙烯的压电材料制成。
压电材料的独特之处在于，当电压施加在它们身上时，它们会膨胀或收缩。研究人员将聚偏氟乙烯涂在一层弹性聚合物上，使整个薄片弯曲，并在其上增加一条前腿，这样当材料在电场下弯曲和伸直时，它可以通过振动“跳跃”运动向前推动装置。
人造地震的深度
这个重量不到十分之一克的机器人可以承受大约60公斤的重量。同时，机器可以在地面上以每秒20人的速度前进，相当于蟑螂。据报道，该机器人目前是昆虫级机器人中速度最快的。它可以穿过管道，爬上小斜坡，运送小货物，比如花生。
研究人员表示，这个小型机器人将在搜救任务中发挥重要作用。它可以进入狗或人不能进入或太危险的地方。例如，它可以帮助在地震中发现废墟下的生命。
脑震荡不是接触运动中脑损伤的唯一原因。
卡内基梅隆大学和罗切斯特大学医学中心对大学生足球运动员进行的一项研究发现，新的研究表明，脑震荡并不是接触运动中大脑损伤的唯一原因，运动员可能只参加一个赛季的击球，从而引起大脑结构的变化。
研究人员研究了罗切斯特大学的38名运动员。每个参与者在每个季节的前两周和最后一周都接受核磁共振扫描。
尽管在研究中，只有两名球员在研究对象被随访期间患有临床诊断的脑震荡，但是季前赛和季前赛磁共振成像的比较显示，超过三分之二的球员大脑结构完整性下降。与线性加速度相比，旋转加速度与观察到的白质结构完整性的变化更相关。
本研究表明，利用扩散磁共振成像进行脑部成像可能是未来诊断单发脑震荡和/或重复性亚脑震荡头部撞击的一种方法，本研究可以形成一些新的指标来帮助受伤球员决定是否重返比赛。
麻省理工学院:人工智能用于分子化合物的自动化合成。最快的时间只有两个小时。
在《科学》杂志上，麻省理工学院宣布人工智能可以用来自动合成分子化合物。这项技术“有望帮助人们减少分子构建的所有繁琐部分”，并提出了如何制造新的分子化合物的可能性。
新系统有三个主要步骤:
首先，人工智能软件提出了一种合成分子的方法。该软件训练了从美国专利商标局数据库中提取的数百万以前发表的化学反应数据，从而不仅提供了已知分子或关于这些分子反应的建议，还提供了从未制造过的新分子。
然后，化学家审查人工智能软件生成的合成路线，以建立更完整的目标分子式。化学家有时需要进行实验室实验或修改试剂浓度和反应温度等变化，然后才能最终将配方加载到平台上。
该系统与旧系统的区别在于，旧系统要求化学家在每次合成化合物时手动配置，而新系统完全由机器人平台配置。
该团队合成了多种化合物，如阿司匹林和抗生素，并在较短的时间内治疗了大约30种不同的反应。最简单的过程需要两个小时，制造各种化合物需要大约68个小时。
海外大学
如果给你一条尾巴，你会怎么做？
日本科学家想为人类造一条尾巴！
日本科学家最近发明了一款受海马启发的原型机器人的尾翼，这被认为有助于用户平衡或让一些用户在虚拟现实游戏中更加身临其境。
日本庆应义塾大学的科学家称之为“人造尾巴”Arque。它使用内置的人造肌肉和椎骨，尾巴使用气动系统随着佩戴者弯曲和移动，当他们倾斜或摇摆时，充当智能配重。尾巴还可以通过添加或移除模块化的“椎骨”来调节整个穿戴者的身体。
人造地震的深度
然而，尾巴必须固定在气动系统上，所以它不能单独完全移动，这意味着使用者不能把它拖得太远。但是对于一些平衡有困难的人来说，这可能是一件好事，因为它有望被用作辅助设备——尽管机器人的尾巴在社会上总是可以接受的还有待观察，有些人更愿意使用它而不是拐杖。
实验室
洛杉矶实验室:声音信号能预测地震吗？
根据洛萨拉莫斯国家实验室(LosAlamos National Laboratory)，该实验室通过机器学习研究发现，从地震断层检测到的声音信号可以用来预测下一次地震的时间。通过检测信号，有可能准确预测未来的地震。
《物理评论快报》刊登了《应力学会辐射》的研究文章。实验室通过数据建模测量了地震应力链的坍塌信号。应力链是由晶粒组成的桥梁，它将应力从断块的一侧传递到另一侧。
为了研究应力链崩溃产生声音信号的原因，该小组在超级计算机上进行了一系列数值模拟。该模型准确模拟了地震断层演化的动力学，进一步解决了物理驱动地质断层的问题。
该小组已经测量了以前在北、南和新西兰发生的大地震中的声音信号数据。研究表明，该信号能准确地显示故障中的应力状态。
这是否意味着，如果这项技术能够用于预测未来的地震，加州的小伙伴们将不再担心大地震的突然到来？
人造地震的深度
大公司
谷歌研究实现果蝇大脑三维自动重建
最近，谷歌与霍华德休斯医学研究所和剑桥大学合作，自动重建整个果蝇大脑。果蝇是生物学中最完整的有机体。在历史上，有8位诺贝尔奖获得者因研究果蝇而获得诺贝尔奖。果蝇的大脑结构相对简单，所以很容易研究。
HHMI的研究人员将果蝇大脑分成数千个超薄的40纳米切片，用透射电子显微镜对每个切片成像，然后将2D图像排列成果蝇整个大脑图像体积的连贯三维图像。成千上万的云TPU被用来追踪果蝇大脑中的每个神经元。
当处理包含数万亿像素和具有复杂形状的对象的3D图像时，可视化既重要又困难。因此，谷歌设计了一款新的可扩展且功能强大的工具Neuroglancer，它可以支持许多高级功能，如任意轴截面重建、多分辨率网格、强大的开发和定制功能，以及通过与Python集成的分析工作流。
感兴趣的人可以点击原文阅读:
https://ai . googleblog . com/2019/08/an-interactive-automatic-3d . html
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