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13个最狂帅炫酷的前沿科技研究项目

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国外媒体总结了近来13个最酷的前沿科技研究项目:在互联网上搜寻时间旅行者、优化计算、一个知道用户在开车还是乘客的应用、研发机器人互联网RoboEarth平台、LED水下无线光通信系统实现76倍速度和自毁型网络等。

网络研究是指利用Internet技术进行调研的一种方法。其大多应用于企业内部管理、商品行销、广告和业务推广等商业活动中。日前,国外著名科技网站ITWorld总结了这个时代13个最酷的网络研究项目,可能有些项目看起来很疯狂,但这些都是来自于知名大学或一些科技公司实验室最新的技术攻关项目。

1. 在互联网上搜寻时间旅行者


像Doctor Who那样的时间旅行者,很可能是不存在的。当然,也可能是他们没时间上互联网。因为最新一项研究没能在互联网上找到他们留下的任何踪迹。

你能在互联网上找到任何东西,不是吗?不过,一项最新研究表明,你在互联网上找不到时间旅行者存在的证据。至少,你找不到经得起推敲的时间旅行者。

2014年1月6日,在美国华盛顿特区召开的美国天文学会年会上,密西根理工大学的天体物理学教授Robert Nemiroff和他的研究生Teresa Wilson,以“在互联网上搜索时间旅行者的证据”(Searching the Internet for Evidence of Time Travelers)为题,向大家介绍了他们的这项研究。

研究始于一场扑克牌。2013年夏天,Nemiroff和他的学生们打牌时,谈到了Facebook。他们好奇一件事情:如果时间旅行者就在我们中间,他们会不会也上社交媒体呢?怎么样才能找到他们?能够把他们搜索出来吗?

之后,Nemiroff的团队开发出了一套搜索策略,其基础就是他们所说的“预知”。如果他们能够在世人有可能知道某人或者某事之前,就在互联网上发现有人谈到了这些人或者事,那就表明提到它们的这个人,是从未来穿越回来的。

他们以最近比较热门的两件事——Pope Francis和Comet ISON为例,开始搜索在两者为世人所知之前,有没有人提到过他们。他们的工作做得相当详尽,使用了不同的搜索引擎,比如谷哥和Bing,还对Facebook和Twitter进行了梳理。

以艾森彗星为例子,在2012年9月这颗彗星横空出世(其实是被人发现)之前,没有任何人提到过它。而在2013年3月16日Jorge Mario Bergoglio当选为教皇之前,只有一篇博客提到过“Pope Francis”一次,不过那看起来更像是巧合,而不是预知。最终结果仍然一无所获。

”Nemiroff说,“在这项有限的搜索中,我们没有找到任何东西,我确实也不相信我们会有所发现,不过我还不知道有没有人进行过类似的搜索。互联网本质上是一个巨大的数据库,而且我认为,如果时间旅行者真在这里的话,他们肯定早就通过某种其他的方式露出马脚了,比如在彩票开奖之前就贴出获奖号码。”可毕竟到目前为止,没有任何一位彩票大奖得主承认,自己是靠时间机器赢得大奖的。

2. 优化计算(Optimizing computing)

麻省理工学院的一个研究团队已经设计出一个计算方式,能够帮助人们优化复杂的事情,使其变得简单高效等。

新算法由该校的应用数学副教授Jonathan Kelner与计算机科学和人工智能实验室的研究员共同创造,该算法的具体详情请看这篇论文:《An Almost-Linear-Time Algorithm for Approximate Max Flow inUndirected Graphs, and its Multicommodity Generalizations》。

举一些简单的例子来说明,例如一家航空公司可利用优化算法来快速有效的调度相关机组人员等;对路由器进行优化,可在繁忙的网络中计算出最快的路径;那对于程序员来说,也有一种叫代码优化,通常有两种办法来决定哪些代码可被优化:一种是控制流分析(control flow analysis),即检查循环和其他控制语句,比如if-then和case,找出程序可能的执行路径,然后决定哪些执行路径可以被改进。另一个典型的优化技术是检查数据是怎样使用的,即数据流分析(data flow analysis)。此法检查变量在哪里是怎样使用的(或没被使用),然后应用一系列的方程式到这些使用模式上面,从而找到优化的途径。这样应用的例子还很多,你觉得这个项目如何呢?

3. 微软正在研究一个知道用户是在开车还是乘客的应用

微软的研究员正在研究一种智能手机的应用程序,它可以告诉设备用户是在驾驶车辆还只是一名乘客。

在微软官网的研究页面里对此有一个简单的介绍,核心的问题就是:在高端车里这个问题很好处理,因为车辆会自带一些特殊装置(例如:NFC),而真正的挑战是一些没有这些特殊装置的普通车辆,那么就利用了智能手机的传感器,设计了一个驾驶员检测系统(DDC),这个系统兼容所有的汽车。

这个准确度到底有多高呢?据研究员介绍称,搭载Windows Phone系统的设备几乎没有出现偏差,而最初原型是在使用Android系统的Nexus S和苹果的iPhone上的,且准确度也高达85%。

这个应用的详情请看这篇论文:《I am a Smartphone and I Know My User is Driving》。

4. 守护美国的公共基础设施

美国的公共基础设施一直遭到大量的网络攻击(去年,美国电力公司发布的报告显示该公司正遭受频繁的攻击),为此,美国能源署已经斥资3000万美元给11家安全厂商和组织,来帮助设计新的系统和为各个重要的基础设施建立安全防护,例如电网等。

这11家被选中的公司以及负责的项目请戳这里。

5. 数学模型帮助估计网络攻击的最优时机

密歇根大学的研究员发表了一篇关于网络冲突时机的论文:《Timing of cyber conflict》。

研究发现,一个简单的数学模型可以帮助决策者估计在开始一场网络攻击之前所需的赌注有多大。Robert Axelrod和Rumen Iliev开发了分析网络风险的方法,从而研究了国际网络冲突问题。随着世界经济越来越依赖于一个开放而受保护的互联网,网络安全已经成为了各国经济健康和国家安全的最高优先事项。为了帮助建立理解网络技术的战略意义的一个合理的基础,作者把重点放在了网络冲突的时机上。作者的模型分析了一个攻击者何时最有动机去利用一个目标计算机系统里的弱点进行间谍或破坏活动。这个模型考虑到了对两种情境的折中,这两种情境为等到赌注高到足够能保证对一个网络资源的使用,以及不会久等到目标探测到问题并修复了漏洞。作者使用4个个案研究描述了他们的模型,包括对伊朗核计划的“震网”攻击,以及伊朗对沙特阿拉伯石油公司的网络攻击。作者认为,这个模型可以帮助政府更好地理解网络冲突并缓解其危害。

6. 研发机器人互联网RoboEarth平台

根据英国BBC电台报道称,经过4年的研究,该国五家著名大学和飞利浦公司共同合作研发了RoboEarth,可以被认作是机器人版本的网络平台。通过这个平台,链接到网络的机器人能够分享信息,并且能够和其他机器人进行沟通交流,并且互相学习机器人技能,进而在现实生活中实现强悍的学习能力。

RoboEarth的项目负责人Rene van de Molengraf表示:“目前该项目的主要问题在于面前研发的机器人都是出于一个单一的目的而研发出来的。而随着我们生态系统的完善未来我们的机器人将会实现多任务多目的的自我学习,不断进化。”

该平台地址:RoboEarth

7. 福特与MIT、Stanford合作研发自动驾驶汽车——看肉眼看不到的区域,做人脑无法完成的驾驶规划

福特公司已同 MIT 以及 Stanford University 达成合作,共同研发自动驾驶汽车,提升其感知周围风险的能力,保证汽车在行驶途中可以安全地避开行人、车辆以及其他运动物体。

除了在自动驾驶汽车内安置“激光雷达传感器”(LiDAR sensors)外,福特还借助 MIT 在“情景规划”(scenario planning)方面的研究能力,利用高级算法来预测周围车辆的行驶路径以及行人行为。此番合作,可能会用到 MIT 在 2012 年发布的“半自动驾驶系统”;该系统能够使用激光距离探测器以及车载摄像机将周围路况生成地图,并能在危险情况下从驾驶员手中夺回驾驶权,快速做出躲避反应。

同斯坦福大学的合作重点放在“透视技术”的研发上,福特会探索如何让车辆内置的传感器更好地透视到被障碍物遮挡的路况,以做出恰当的躲避反应。举例来说,当前方车辆突然急刹车时,这一技术可以分析周围肉眼不可见的区域,帮自动驾驶汽车判断改道行驶是否有风险。

福特科研创新部门的全球经理 Greg Stevens 说:“我们想要让自动驾驶汽车具备点儿‘常识,汽车自身也需要知道,在行驶过程中,看不见的东西同能看见的东西一样重要。”

该技术的更多详情请点击这里。

8. 在蜜蜂背上植入RFID芯片

近年来全球蜜蜂种群严重下降,普遍的观点是离不开滥用农药,寄生虫、营养不良或疾病这些原因,但是没有人能够说清楚到底是何原因导致的。

为此来自澳大利亚联邦科学与工业研究组织(CSIRO)的科学家正尝试利用全新的方式来探究这个秘密,项目负责人Paulo de Souza表示他们在超过5000个小蜜蜂的背上植入了RFID芯片,通过GPS等信号来探究这些蜜蜂的生活习惯,以及通过这些传感器科学家能够检测这些蜜蜂的运行轨迹,传输状态和事物来源等信息,并最终有望揭开蜂群衰竭之谜。

Souza在接受采访的时候表示:“蜜蜂在我们日常生活中发挥着极其重要的作用,我们所使用的十五有三分之一都是依赖这些勤劳的的小蜜蜂来进行授粉的。此外蜜蜂还能提供17%的蚕豆产量。”

更多信息请看CSIRO官网对此项目的介绍。

9. LED水下无线光通信系统实现76倍速度


一项有关用于水下光通信的快速闪烁LED系统的研究项目发现一种人造超材料能够增加荧光发光染料分子的光强及“闪烁速度”。新材料的由银与硅构成的纳米图形层能够将分子的闪烁速率提升到普通速率的76倍,并且能够产生80倍的亮度。

研究人员介绍称这一研究成果在未来将有可能被应用于传统型LED当中,而这类应用最大的挑战可能是集成的问题。研究人员计划在美国圣地亚哥海域对超速闪烁LED配置进行测试,他们表示希望能够将研究成果转化到LED商业应用当中。

蓝光及绿光LED的极速闪烁速度——超速调制——是在开放水域提高通过光通道的信息传递速度的一个必要链条,如在船只与潜水艇之间、潜水艇与潜水员之间、水下环境传感器与无人潜水器之间等的信息传递。如果这一速度得以大幅提升,则无线光通信将可能在短距离应用中最终取代水声通信系统。声通讯受到低速度和低信息率的限制,并有可能对鲸鱼、海豚及其他海洋生物造成干扰。

具体详情在这里。

10. Facebook数据团队:普林斯顿大学有消失的危险

今年1月底,美国普林斯顿大学发表了一篇十分有料的研究报告,报告上称,按照普林斯顿研究人员的统计和计算,目前的社交网站龙头老大Facebook在三年内将会流失百分之八十的用户,面临关门大吉的境地。这份报告写得十分正式,一点也不像恶搞的玩笑。

经过各大媒体的疯狂转载,Facebook终于怒了,几天之后Facebook的数据科学家们也发表了一份研究报告,用和普林斯顿研究员一样的数学模型和数据获取渠道,得到了更耸人听闻的分析结果:普林斯顿大学学生将在2018年减少一半,到2021年将失去所有学生。

Facebook的研究人员称:“利用同这篇研究论文中同样富有想象力的方法,我们也拿普林斯顿做了研究样本,而我们的结论会更劲爆!利用该研究中相关即因果的科学原则,我们的研究明确显示普林斯顿有彻底消失的危险。”

11. 美军方研究机构与IBM签约开发自毁型网络

这里所谓的消失,指的是按下按钮后,所有零件都会变成灰烬,而且可以完美进行生物降解。换句话说,整个网络都应该能在几小时或特定时间内自毁,并消失于无形。DARPA已经与IBM签订了340万美元的合同,希望联合开发这样一套系统。

DARPA表示,战场上部署的很多的设备都难以追踪和回收,所以可以通过该项目直接将其自动销毁,避免再生后患。

DARPA已经开发了一种可以在水中自动溶解的电子设备。当战场上的伤员吞下这款设备后,便可以杀死有害菌,对抗感染,之后便可毫无危害地融化,被身体吸收。

这听起来有点像愚人节玩笑,但实际上却并不是。美国军方研究机构DARPA希望开发一个由电脑、传感器和其他设备构成的网络,最重要的是,它可以根据指令自动“消失”。

具体详情请点击这里。

12. 讨人厌的Trolls只是为了玩得开心

首先我们先了解下Trolls是什么意思,百度百科中这样解释到: v. 戳,表示尤其在公共论坛上发表格格不入的极端愤怒的反对言论(多为辱骂)激怒众人从而获得超高的关注量,并从中获得满足的行为;n. 戳子,表示有如上行为的人。been trolled:被戳中,表示中了戳子们的圈套并愤怒的反复跟帖回复(同样多为辱骂)的行为。Don't feed the troll:谨防被戳!

现在不难理解了,是指在公共论坛用侮辱性言语挑起骂战并从中获取某种不知名快感的人,三个加拿大学生对此进行了研究,最后形成了一篇题为:《Trolls just want to have fun》的论文,总结出这些Trolls其实就是在网络上有种种虐待狂、精神病等倾向,至于在生活中可能就是一个正常人,这就是互联网给这些人所带来的改变。

13. 加州理工学院开发新型激光器光纤通讯速度或提高20倍

目前,世界上大多数的光纤网络使用一些所谓的分布反馈半导体(S-DFB)。这令人印象深刻的技术产品开发于19世纪70年代中期,并已成功地主宰着光纤通信世界,因为它拥有一个高频谱纯度。S-DFB激光器通过结构中的纳米波纹达到这种纯度,简单来说,这种纳米波纹就像一个过滤器使其达到这个纯度。但是,该纯度会因激光的III-V族半导体在吸收光时引起劣化。

加州理工学院研发的新激光用不吸收光的硅材料替换了III-V族半导体,改进了原有的设计方案,使其频率范围缩小为S- DFB激光器的1/20。虽然影响互联网数据传输速度的因素很多,这一创新是否就意味着我们的互联网连接就能提高20倍还很难说,但这种技术提高互联网速度是毋庸置疑的。

该研究也已经得到了美国陆军研究办公室、美国国家科学基金会和美国国防部高级研究计划局的支持。

详情请看论文:《High-coherence semiconductor lasers based on integral high-Q resonators in hybrid Si/III-V platforms》。

还有更多狂帅炫酷叼炸天的技术,我们就不一一呈现了,如果你感兴趣,可以在Network World查看更多。

(文/钱曙光 责编/单明珠)

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