前瞻技術脈動：先進材料與技術（202408）
科技產業資訊室 - 技術發展藍圖研析團隊 發表於 2024年3月28日
圖、前瞻技術脈動：先進材料與技術（202408）
傳統基於蒸餾的海水淡化方法，耗能過高。MIT的研究團隊進行了一項令人驚訝的研究，發現特定條件下，光線能夠直接引發水的蒸發，毋需熱能。 研究團隊在水凝膠中進行了實驗(水凝膠為一種海綿狀材料)，發現能讓水的蒸發速度超出了理論值的兩、三倍以上。 這種現象稱為「光分子效應」，可應用於太陽能海水淡化系統，增進其運作效率，或用於其他相關乾燥製程。 研究團隊還持續針對應用面進行探索，以滿足更多的需求，研究成果已記載於《美國國家科學院院刊》之中。
參考資料：A surprising finding shows that light can make water evaporate without heat could enable new approaches to desalination. TechXplore, 2023/10/31.
AI硬體的未來：科學家推出全類比式光電晶片
北京清華大學的研究團隊成功設計了一種整合式光電處理器，其結合了光域和電域計算，以實現超快速且低能耗的電腦視覺處理。 由於電腦視覺涉及將來自環境的類比訊號轉換為數位訊號，以供神經網路處理，使機器能夠理解視覺訊息，然而類比與數位的轉換處理會消耗大量時間和能源，限制了實際神經網路的運作速度。 本研究開發的全類比式光電子晶片透過在一個晶片中結合光域和電域的計算，產生高速和低功耗的視覺數據處理創新解決方案，研究結果已發表在《Nature》期刊。
參考資料：The future of AI hardware: Scientists unveil all-analog photoelectronic chip. TechXplore, 2023/11/1.
新的水凝膠技術可以從空氣中提取飲用水
隨著全球暖化與氣候變遷，水資源將日益缺乏。科學家們創造了一種新的鹹凝膠(salty gel)，在乾燥氣候下，可從空氣中吸收大量水分來製造飲用水。水凝膠是一種聚合物分子網，添加鹽的新型水凝膠可大量捕捉空氣中水蒸氣，鹹度是以往舊型水凝膠的三倍以上，並可像海綿一樣在水中膨脹。隨後，當被太陽加熱時，即會釋放出它所吸收的水。新型水凝膠可多吸收15%的水分。新技術可在缺乏飲用水的地方協助生產安全飲用水，來幫助解決水危機。亦已有團隊運用此技術開發名為SmartFarm的凝膠設備，它是設有可移動屋頂的小型溫室，無需加水即可種植農作物。
參考資料：A new hydrogel could help pull drinking water from the air. Science News Explores, 2023/11/3.
神經型態運算研究：團隊提出仿人類大腦的硬體
傳統電腦架構難以應對人工智慧的需求，特別是在能源消耗和學習能力等方面。普渡大學、加州大學聖地亞哥分校和法國巴黎高級物理化工學院的團隊合作進行研究，發現釩氧化物基於「絕緣體-金屬相變」的特性，能夠自然地模擬人腦中神經元及突觸的行為，適合應用於神經型態計算中。這項研究為發展高度能源效率及學習能力的神經型態計算硬體帶來了新的發展性，可望成為神經型態運算裝置的新一代候選方案，相關研究已發表於《Advanced Electronic Materials》期刊。(963字；圖１)
參考資料：Neuromorphic computing research: Team proposes hardware that mimics the human brain. TechXplore, 2023/11/6.
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