利用现有代码学会自己写程序的智能程序落地

微软和剑桥大学研究人员创建的机器学习系统 DeepCoder 学会了如何自己写代码。它使用的方法让人们在没有掌握必要编程知识的情况下更轻松的构建出简单的应用程序。在不久的将来,非程序员可以通过简单的描述出一个程序的想法,然后让机器学习系统将其构建出来。DeepCoder使用了被称为“程序合成”的技术,将来自现有软件的一行行源代码拼接在一起。给定每一个代码片段的输入和输出列表,DeepCoder 学会要实现预期结果需要使用到哪部分代码。它的一大优势是速度,能在几分之一秒内创建出一个可工作的程序。在了解了哪一部分源代码能工作,哪一部分不能之后,DeepCoder 能改进每一次创建的新程序。相信在不久的将来,大量一般性的程序工作可以由机器取代。其实所有可归纳的逻辑性的工作包括之前报道的文字处理等工作,都可以被机器学习取代。国内的机器学习媒体“机器之心”报道概述了相关内容

有人一直有个误解,说是不是更感性的工作就更有人的意义了,不会被机器学习取代,其实不是的。我已经见过有朋友用机器学习创作音乐,人们难以听出那美妙的旋律是机器的作品。以下梵高风格化作转载自StefanChen的blog,小白法用开源项目组织机器学习创作梵高风格作品

222

后续豆包会把自己相关的实验工作和学习经历陆续免费分享给大家,祝大家工作愉快: )

神秘“Master”被证实就是AlphaGo

1483441940546mmexport1481166423371

Google 子公司 DeepMind 证实,在围棋对弈平台Tygem 和 FoxGo 上接连打败了中日韩顶尖棋手的Master (P)就是它的新版本围棋人工智能AlphaGo。DeepMind CEO Demis Hassabis通过Twitter发表声明(如图所示),称他们在围棋网站上测试了AlphaGo的新原型,如今非正式测试已经结束,它计划在今年晚些时候与围棋组织合作举行正式的比赛。声明引用了古力九段的话称,“人类将与人工智能合作揭开围棋更深层次的奥秘”。AlphaGo在在线的快棋比赛中取得了51连胜,只是在第52场比赛时因为对手下线而被系统判定为和局。在测试结束前它共取得了60场胜利,没有败过一局。

lic4ma2abdco

什么时候我能努力让我家的王破狗像AlphaGo一样给力,我也就满足了哈~

旧版AlphaGo的文章在这里:

Silver D, Huang A, Maddison C J, et al. Mastering the game of Go with deep neural networks and tree search[J]. Nature, 2016, 529(7587): 484-489.

http://www.nature.com/nature/journal/v529/n7587/full/nature16961.html

简明易懂的说明可以参考这里:

http://blog.csdn.net/songrotek/article/details/51065143

 

科学家在开源许可证下发布新的农作物品种

一组科学家和活动人士在开源许可证下发布了14种农作物的29种新品种种子。任何人都可以使用这些种子,只要他们不利用专利或知识产权保护限制其他人使用。这一行动称之为开源种子计划(Open Source Seed Initiative),他们公开了萝卜、甘蓝、椰菜和藜谷等作物的种子。种植者必须承诺,任何衍生种子也都必须免费公开。计划组织者、威斯康星大学的植物育种专家Irwin Goldman教授说,种子在这个时代属于知识产权,被发明专利所覆盖,使用必须获得专利所有者的授权, 你甚至不允许收集种子供下一年种植。他不喜欢此种做法,认为这限制改进农作物的能力。

优美的数学方程式激活了与欣赏艺术相同的大脑区域

根据发表在开放获取期刊《Frontiers in Human Neuroscience》上的一篇研究报告,美的来源有许许多多,对于数学家和数学爱好者来说,优雅的数学方程式(如欧拉恒等式 1+e^iπ=0)就具有一种神秘的美感。伦敦大学学院教授Semir Zeki领导的团队让受试给60个数学方程式按美丽等级评分,同时用功能性核磁共振成像扫描他们的大脑。结果显示,优美的方程式如欧拉恒等式和柯西-黎曼方程激活了与其他人欣赏高雅艺术时相同的大脑区域。顺便提一下,印度天才数学家拉马努金的无穷级数和黎曼函数方程被数学家评为最丑陋的方程式。

 

Amherst Researchers Create Magnetic Monopoles

Nearly 85 years after pioneering theoretical physicist Paul Dirac predicted the possibility of their existence, an international collaboration led by Amherst College Physics Professor David S. Hall ’91 and Aalto University (Finland) Academy Research Fellow Mikko Möttönen has created, identified and photographed synthetic magnetic monopoles in Hall’s laboratory on the Amherst campus. The groundbreaking accomplishment paves the way for the detection of the particles in nature, which would be a revolutionary development comparable to the discovery of the electron.

3.7万名玩家成为论文的共同作者

玩家可用于筹集资金,也可用于虚拟实验。通过将虚拟游戏玩家和真实的生化实验室连接在一起,研究人员分享了他们的实验。名叫EteRNA的游戏可以让玩家远程执行真实的实验,去验证有关RNA分子折叠的理论预测。实验的第一个结果已经出来,发表在本周出版的期刊PNAS上,论文署名作者多达3.7万人,其中专业科研人员只有10人。有研究人员认为EteRNA代表未来的科学,不只是众包公民科学家,还允许他们远程访问真实实验室。云端生物化学正成为现实,科学家可以外包枯燥的实验,而将精力集中在不枯燥的部分。

CERN成功产生反氢原子束

CERN的ASACUSA(低速反质子原子光谱和碰撞)实验首次成功制造出反氢原子束,检测到了80个反氢原子。研究发表在《自然·通讯》上。为什么宇宙是由正物质而非反物质构成?有关亚原子世界的最优理论——粒子物理标准模型也无法给出答案。但科学家认为,物质和反物质属性之间的微小差异可能就是答案所在,而这种差异体现在违反CPT对称定理上。CPT对称指把粒子用反粒子替换,右手坐标系换成左手坐标系,以及所有粒子速度反向,物理定律不变。而反氢原子由一个反质子和一个正电子构成,这样简单的结构是测试CPT对称的最佳模型。CERN在实验中通过将反电子(正电子)和由反质子减速器产生的低能量反质子混合,产生大量反氢原子。正反粒子相遇会湮没,为了让正反粒子分离,实验利用了反氢原子的磁特性(类似于氢气的),并使用非常强的非均匀磁场诱捕反原子足够长的时间来研究。

libvirt support for Xen’s new libxenlight toolstack

Originally posted on jfehlig‘s blog, here.

Xen has had a long history in libvirt.  In fact, it was the first hypervisor supported by libvirt.  I’ve witnessed an incredible evolution of libvirt over the years and now not only does it support managing many hypervisors such as Xen, KVM/QEMULXCVirtualBoxhyper-vESX, etc., but it also supports managing a wide range of host subsystems used in a virtualized environment such as storage pools and volumes, networks, network interfaces, etc.  It has really become the swiss army knife of virtualization management on Linux, and Xen has been along for the entire ride.

Intel今天发布了长达5000页的Haswell开发文档

英特尔在年底向Linux和开源粉丝送出了一份新年礼物:公布了多达5000页的Haswell文档。《开源图形程序员参考手册》涉及了 2013 Haswell HD Graphics、Iris Graphics和Iris Pro Graphics,其内容覆盖模式设置到3D引擎和GPGPU,到性能加速器和视频加速。在显卡制造商中,英特尔的集显驱动对开源最为友好。眼看明年AMD也要出新架构了,nVidia会不会被逼到左右为难,坐等明年的图形开发界的连台好戏。

数值计算工具Octave终于有了GUI,还是用OpenGL的

from http://www.phoronix.com/scan.php?page=news_item&px=MTU1NDg

GNU Octave, the open-source high-level language for dealing with numerical computations and largely compatible with MATLAB, has a graphical user-interface with its new 3.8 releaseGNU Octave 3.8 hasn’t been officially announced at the time of publishing, but the source package was uploaded just a short time ago to the project’s GNU.org FTP server.

The big feature of Octave 3.8 is a graphical user-interface, which has long been requested by users of this open-source package looking towards it as a MATLAB alternative. While there’s now a GUI, it’s not yet polished now and will not become the default user-interface until the GNU Octave 4.0 release. GNU Octave 3.8 considers the GUI to be in a preview state.

Octave 3.8 also now uses OpenGL graphics by default in conjunction with FLTK widgets. GNUplot is still used in cases where OpenGL or FLTK support is not available for its graphical tool-kit.

Another change to GNU Octabe 3.8 is support for nested functions with scoping rules that are compatible with MATLAB, limited support for named exceptions, new regular expressions, a TeX parser for the FLTK tool-kit, overhauls to many of the m-files, function rewrites, and numerous other changes.

GNU Octave 3.8 also ships many bug-fixes and other improvements. While waiting on the official release announcement, more information on Octave can be learned from GNU.org.

基于OCaml的Mirage OS的1.0版本前不久已经发布

http://xenproject.org/downloads/mirage-os-archives/mirage-os-10.html

What is Mirage OS and why is it important?

Most applications that run in the cloud are not optimized to do so. They inherently carry assumptions about the underlying operating system with them, including vulnerabilities and bloat.

Compartmentalization of large servers into smaller ‘virtual machines’ has enabled many new businesses to get started and achieve scale. This has been great for new services but many of those virtual machines are single-purpose and yet they contain largely complete operating systems which typically run single applications like web-servers, load balancers, databases, mail servers and similar services. This means a large part of the footprint is unused and unnecessary, which is both costly due to resource usage (RAM, disk space etc) and a security risk due to the increased complexity of the system and the larger attack surface.

CloudOSDiagram

Mirage OS is a Cloud Operating Systemwhich represents an approach where only the necessary components of the operating system are included and compiled along with the application into a ‘unikernel’. This results in highly efficient and extremely lean ‘appliances’, with the same or better functionality but a much smaller footprint and attack surface. These appliances can be deployed directly to the cloud and embedded devices, with the benefits of reduced costs and increased security and scalability.

Some example use cases for Mirage OS include: (1) A lean webserver, for example the openmirage.org, website is about 1MB including all content, boots in about 1 second and is hosted on Amazon EC2. (2) Middle-box applications such as small OpenFlow switches for tenants in a cloud-provider. (3) Easy reuse of the same code and toolchain that create cloud appliances to target the space and memory constrained ARM devices.

How does Mirage OS work?

Mirage OS works by treating the Xen hypervisor as a stable hardware platform and using libraries to provide the services and protocols we expect from a typical operating system, e.g. a networking stack. Application code is developed in a high-level functional programming language OCaml on a desktop OS such as Linux or Mac OSX, and compiled into a fully-standalone, specialized unikernel. These unikernels run directly on Xen hypervisor APIs. Since Xen powers most public clouds such as Amazon EC2, Rackspace Cloud, and many others, Mirage OS lets your servers run more cheaply, securely and faster on those services.

Mirage OS is implemented in the OCaml language, with 50+ libraries which map directly to operating system constructs when being compiled for production deployment. The goal is to make it as easy as possible to create Mirage OS appliances and ensure that all the things found in a typical operating system stack are still available to the developer. Mirage OS includes clean-slate functional implementations of protocols ranging from TCP/IP, DNS, SSH, OpenFlow (switch/controller), HTTP, XMPP and Xen Project inter-VM transports. Since everything is written in a single high-level language, it is easier to work with those libraries directly. This approach guarantees the best possible performance of Mirage OS on the Xen Hypervisor without needing to support the thousands of device drivers found in a traditional OS.

MirageDNS-500

An example of a Mirage OS appliance is a DNS server and below is a comparison with one of the most widely deployed DNS servers on the internet, BIND 9. As you can see, the Mirage OS appliance outperforms BIND 9 but in addition, the Mirage OS VM is less than 200kB in size compared to over 450MB for the BIND VM. Moreover, the traditional VM contains 4-5 times more lines of code than the Mirage implementation, and lines of code are often considered correlated with attack surface. More detail about this comparison and others can be found in the associated ASPLOS paper.

For the DNS appliance above, the application code was written using OCaml and compiled with the relevant Mirage OS libraries. To take full advantage of Mirage OS it is necessary to design and construct applications using OCaml, which provides a number of additional benefits such as type-safety. For those new to OCaml, there are some excellent resources to get started with the language, including a new book from O’Reilly and a range of tutorials on the revamped OCaml website.

We look forward to the exciting wave of innovation that Mirage OS will unleash including more resilient and lean software as well as increased developer productivity.

Google利用PNaCl将AmigaOS移植到Chrome

为演示Portable Native Client(PNaCl)技术,Google开发者 Christian Stefansen将上世纪80年代的AmigaOS移植到Chrome。Chrome运行是一个特别的AmigaOS开源版本,Stefansen利用PNaCl将该版本的C语言代码移植运行在Chrome上。Native Client技术让Web应用程序能以接近原生代码的性能运行在浏览器上,Native Client针对的是X86架构处理器,而Portable Native Client则扩展了Native Client,变成了一个架构独立的技术,让应用程序可以运行在X86或ARM平台。最新的演示只支持Chrome 31以上版本,不支持Android和iOS。

liR9UwZrlN0Jc

 

Epic和Mozilla发布虚幻引擎3的浏览器演示

今年早些时候,Mozilla和Epic Games利用asm.js、Emscripten和WebGL,在浏览器上演示了虚幻引擎3的一个DEMO,展示了Web成为一个3D游戏平台的潜力。这一演示吸引了游戏工作室NomNom Games的注意,他们因此开始探索将其开发的虚幻引擎3游戏移植到浏览器的可能性。12月12日,Mozilla和NomNom宣布了第一个基于asm.js技术的3D商业Web游戏——Monster Madness。用户可以在支持WebGL的Firefox、Chrome或Opera上测试游戏的Alpha版本,和之前的演示一样,进入游戏前需要花比较长时间载入纹理素材。

liwFR8EHxPPSE

模拟支持宇宙全息理论

一组物理学家提供了至今最明确的证据证明我们的宇宙可能只是一个巨大的投影。1997年,理论物理学家Juan Maldacena提出了一个大胆的宇宙模型去诠释现有的物理学理论。在这个模型中,引力源于无限小、薄且振动的弦,而弦则存在于九维空间和一维时间中,弦的世界很可能只是一个全息图,真正的行动则发生在一个简化平坦无引力的宇宙中。Maldacena的理论令物理学家非常兴奋,因为它提供一种方法将热门但未获证明的弦论奠定在一个坚实的基础上,同时解决了量子理论和爱因斯坦引力理论不一致的地方。Maldacena理论虽然已广为接受,但仍然没有经过严格证明。现在,日本茨城大学的百武良文和同事在预印本网站上发表了两篇 论文,提供了强有力的证据证明Maldacena的猜想是正确的。

64位低功耗处理器即将爆发

高通、英伟达和博通也计划生产 64 位处理器,而且已经做好在 CES 2014 上发布的准备。
ARM 首席营销官 Ian Drew 最近表示,未来基于 ARM 的 64 位解决方案数量将激增,不只应用在移动设备上,还将应用在网络和服务器市场中。
此外,消息还显示,高通、英伟达和博通已经重新指定 2014 年产品路线图,明年 Q1 和 Q2 发布 64 位处理器。联发科日前发布了真正的八核处理器 MT6592,预计于明年下半年呈上 64 位处理器方案。
谷歌安卓系统已经能够支持 64位处理器,谷歌目前在进行进一步研发,以提供更好的支持。英特尔计划于 2014 年第二季度推出安卓版入门级 Bay Trail 芯片,日前英特尔已经在 Bay Trail中运行安卓 64 内核。

Jolla智能手机终于发布了,但愿未来能形成三足鼎立

Jolla的第一款智能手机已在芬兰上市,无锁版售价399欧元(含税)。来自136个国家的消费者预购了手机,Jolla计划从2014年开始在中国和欧洲其它地区销售这款产品。Jolla主要投资者之一是香港的长远控股,它在今年2月以100万欧元收购 6.25%的股份。Jolla还考虑与阿里巴巴、腾讯和百度合作推出定制版本。但Meego的继承人是否能真的挑战Android?有用户在试用后认为可以。Jolla手机的硬件设计简洁优雅,正面没有按钮,侧面有电源和音量按钮,当照相机激活的时候音量按钮也可以用于拍照。960×540 分辨率虽然不高,但用户肉眼并不能明显区分像素。基于手势的操作界面需要用户花几分钟时间适应,但熟悉了SailfishOS之后,Android的界面可能就不堪入眼了。

SailfishOS是一个真正的GNU/Linux操作系统,内核版本是3.4。它是完全开放的。

SailfishOS的sdk可以在这里找到:

https://sailfishos.org/cn/develop.html

公司CEO Tomi Pienimäki接受芬兰杂志采访时证实,Sailfish很容易安装到Android设备上。Pienimäki称,芬兰可能没有刷手机固件的文化,但刷机是中国的主流文化,半数中国Android用户会升级他们手机上的旧操作系统。Pienimäki认为,可以通过这种方式在中国传播Sailfish操作系统,中国客户不需要教他们怎么刷机,只要提供Sailfish系统和确保它能运行在不同的Android设备上。Pienimäki称,他们会免费提供Sailfish系统。

费曼物理学讲义第三卷上线

加州理工和费曼物理学讲义网站正在整理HTML5版费曼物理学讲义,今年9月发布了第一卷,刚刚上线了第三卷。费曼物理学讲义网站的Mike Gottlieb宣布,他们发布了付费的PDF版,读者可以通过购买PDF电子书来支持他们的活动。《费曼物理学讲义》由理查德·费曼、罗伯·雷顿及马修·山德士合著,分为三卷。第一卷主要讲力学、光学、电磁辐射和热力学;第二卷主要讲电动力学和电磁学;第三卷主要讲量子力学。第二卷的HTML转换工作还没有完成。

英特尔未来的桌面CPU也将整合128MB四级缓存

英特尔今年为移动版Haswell架构处理器引入了容量高达128MB的L4缓存,L4缓存不是直接整合在芯片上面,而是封装在一起。L4缓存容量比L1/L2/L3要大得多,其响应时间约为50-60ns,比L3缓存的响应长,但只有主内存的一半。引入L4缓存被认为能提升某些工作负荷下性能,但目前还没有多少基准测试软件能检验这一说法。现在,根据最新的消息,英特尔下一代处理器架构的桌面版本Broadwell-K(k系列比标准版更贵)也将引入128MB的L4缓存

一种新的单目视觉3D重建算法

想和人眼一样拍摄3D立体图像通常需要2个镜头。哈佛大学研究员《光学快讯》上发表的文章通过改变单个镜头焦距拍摄两幅图像,使用数学模型重建3D图像,其效果相当于单眼摇头视物。主要原理是:像素上的光线角度包含了重要信息,通过改变焦距拍摄两幅图像的细微差别推算出每个像素上的光线角度,通过数学计算重建新图像,模拟镜头移动的效果(视频演示)。

OpenGL 4.4 and OpenCL 2.0 Specs Released

Via Ars comes news that the OpenGL 4.4 and OpenCL 2.0 were released yesterday. OpenGL 4.4 features a few new extensions, perhaps most importantly a few to ease porting applications from Direct3D. New bindless shaders have access to the entire virtual address space of the card, and new sparse textures allow streaming tiles of textures too large for the graphics card memory. Finally, the ARB has announced the first set of conformance tests since OpenGL 2.0, so going forward anything calling itself OpenGL must pass certification. The OpenCL 2.0 spec is still provisional, but now features a memory model that is a subset of C11, allowing sharing of complex data between the host and GPU and avoiding the overhead of copying data to and from the GPU (which can often make using OpenCL a losing proposition). There is also a new spec for an intermediate language: “‘SPIR’ stands for Standard Portable Intermediate Representation and is a portable non-source representation for OpenCL 1.2 device programs. It enables application developers to avoid shipping kernel source and to manage the proliferation of devices and drivers from multiple vendors. OpenCL SPIR will enable consumption of code from third party compiler front-ends for alternative languages, such as C++, and is based on LLVM 3.2. Khronos has contributed open source patches for Clang 3.2 to enable SPIR code generation.” For full details see Khronos’s OpenGL 4.4 announcement, and their OpenCL 2.0 announcementUpdate: 07/23 20:17 GMT by U L : edxwelch notes that Anandtechpublished notes and slides from the SIGGRAPH announcement.

迪士尼演示2D照片生成高清3D模型算法

Disney研究院开发出一种算法,可以将2D照片生成高清3D模型。和此前的3D全景技术类似,这项技术也有十多年的历史。但迪士尼的新算法赋予了3D模型更多的细节,能计算每个像素的深度,足以满足视频游戏和电影制作的需要。它的3D模型仍然受限于原始2D照片提供的视觉信息,不能自动填充数据。

Disney Research has developed an algorithm which can generate 3D computer models from 2D images in great detail, sufficient, it says, to meet the needs of video game and film makers. The technology requires multiple images to capture the scene from a variety of vantage points. The 3D model is somewhat limited in that it is only coherent within the field of view encompassed by the original images. It does not appear to fill in data

在Linux运行Direct3D 9游戏,性能胜过Wine

借助新的Gallium3D状态跟踪器,Linux桌面系统现在能支持微软的Direct3D 9 API ,不同于早期的Direct3D 10/11实现,新的代码确实可以在Linux上运行Direct3D 9游戏,而且游戏性能强于Wine。Gallium 3D是一个自由软件和开源OpenGL实现。2010年,Direct3D 10/11以Gallium 3D状态跟踪器的形式在Linux上原生实现,但由于上游的Wine开发社区对此不感兴趣,最终无疾而终。Nouveau开源显示驱动的开发者Christoph Bumiller本周宣布了一个Direct3D 9状态跟踪器。虽然Direct3D 10/11支持很短暂,但Bumiller相信Direct3D 9情况要好得多。通过Gallium 3D,Direct3D 9 支持开源Linux驱动,不需要将Direct3D指令翻译到OpenGL,就可以用开源Radeon和Nouveau驱动运行游戏如《上古卷轴V:天际》、《文明五》、《Anno 1404》和《星际争霸2》,测试显示游戏fps最高是Wine目前代码的两倍。

Harlan:简化GPU编程的新语言

印第安纳大学研究员Erik Holk 发布了一个简化GPU应用程序开发的声明式编程语言Harlan

Harlan的语法是基于LISP语言方言Scheme,旨在让开发者能更高效的使用GPU,而不必处理会干扰实际工作的日常性GPU编程任务。两大最流行的GPU编程模型是OpenCL和CUDA ,Harlan可以编译到 OpenCL。Holk还为新语言赋予了部分函数编程语言特性,他是在开发Mozilla的RUST语言过程中学到了GPU编程经验。Harlan这个名字取自肯德基招牌人物Sanders上校的第一个名字Harland,Harlan的所有文件扩展名是.KFC。

显然Erik Holk是个天天吃肯德基或者和肯德基有神马关系的人。。真心无力吐槽。。

 

多向跑步机控制在游戏中跑步

你或许会觉得在跑步机上跑步太单调,那么为什么不尝试在虚拟现实,在你最喜欢的游戏中跑步?一家叫Virtuix的美国德州公司在kickstarter上发起集资活动,筹集15万美元开发Omni虚拟现实跑步机。目标已被远远甩在后面,距离结束还有21天融资金额已接近百万美元。受到kickstarter用户如此热烈的支持响应,无疑与其创新理念离不开。Omni让玩家戴着虚拟现实眼镜穿着特别定制的鞋子在跑步机上跑步,软件将跑步动作翻译成按键,在游戏中执行走跑跳蹲等动作。Omni计划在明年1月交付。

NeuroSky与Square Enix推出脑波控制的游戏控制器

【2008.10】

用脑波来玩游戏的新玩法似乎已经走出实验室阶段了,这家名为「NeuroSky」的厂商在心智控制领域方面钻研,继上次的脑波侦测器,这次与Square Enix合作,推出可以应用在游戏的脑波控制器,透过额头前的侦测器读取脑波,进而在游戏中来进行动作与操作。这个脑波控制器套件目前只支持Windows平台,会在今年的日本电玩展展示,有了Square Enix的支持,相信用脑波来玩的游戏推出指日可待。

NeuroSky Intro: Neurons that comprise the brain work on electrical impulses known as brainwaves. The last century of neurological research has demonstrated that brainwaves of different wavelengths can be indicative of unique emotional and mental states, like a focused awareness, a meditative state, or drowsiness. Brainwaves have been used in medical research and therapy for years. NeuroSky is introducing it to the consumer world.

NeuroSky Inc. has developed a non-invasive, dry, bio-sensor family of products that capture the electrical waves generated by neurological activity and eye movements and translate mental state information into digital signals for simple Brain-Computer Interfaces (BCI). Our wearable technology unlocks worlds of new applications in consumer electronics, health, wellness, safety, education, training, market research and a host of many more.

sanicle注: 最另人兴奋的领域已经逐渐成熟和深入,电子系统和生命系统的融合正在一步一步的打开我们的梦想, 从Meet Gordon,Blue Brain,ThinkGear-EM™..我们看到了崭新的领域, 人类对自身的改造和扩展似乎不会是非常遥远的梦想.

低功耗再创奇迹:采用树木为无线电网络供电,树木遭殃

【2008.10】
美国林务局利用由各种自动化工作站构成的网络来跟踪气候条件,特别是在火灾季节。然而,这种太阳能供电的遥控网络需要大片的森林空地,以便阳光能够到达太阳能采集板。
与此同时,美国林务局官员希望他们能够在更大的树木上安装传感器。
目前,研究人员表示,通过利用树木与地面之间的电压差,新的超低功耗传感器能够从几乎任何树木上发射传感器数据。该方法还不必清扫森林植被来接收太阳能。
“我们认为,通过在每英亩仅仅4颗树上安装无线电传感器,我们能够提供更佳的火灾预测建模,更早的报警,以及较之于目前在任何森林中可用的更好的局部气候数据,”麻省理工学院的Andreas Mershin教授说。

 

44615_081009195856

 

 

MIT研究人员还预测,树木提供的电力将最终对其它类型的环境监测有用,如观测加拿大森林边界的长期膨胀扩张趋势。MIT科学家试图确定为什么树木有着不同于地面的电势。在排除了若干其它可能性之后,如电磁辐射,他们从19世纪的研究中发现了其原理:pH值的差异能够产生电势。“正是树木内部与栽培树木的土壤的pH值之间的不平衡产生了一个电压,”Mershin表示,“对于每一步的pH失配来说,你获得大约59毫伏的电压差。”Mershin透露说,树木和周围土壤之间存在电势差的重要性在于,树木本身的新陈代谢维持该电势;不论是白天或是黑夜,秋天和春天,夏天和冬天,下雨或出太阳。“因为树木必须在它的内部具有一定浓度的不断新陈代谢以及执行其它生物功能的离子,树木本身积极的调节它自己的pH值。因此,不论你把树栽培在具有什么pH值的土壤中,它均将努力地采用它的新陈代谢能量来保持它自己的pH值恒定,”Mershin说道。

 

44615_081009195914

 

 

其电势是微弱的,但是,它持续维持该电势的能力意味着它能被可靠地用于连续地给电池或电容充电。这个电池或电容接下来可以被用于每天给一个无线电传感器节点供电四次,以发送数据。通过在安装于树木上的各个节点之间实现网状网,研究人员计划把传感器数据从一个节点传输至另一个节点,直至它抵达一个地区的气象站。该气象站然后把来自各个树的不同的传感器读数中继至中央火灾预测计算机。MIT 最近成立了一家称为Voltree Power的公司,Mershin是它的科学家顾问,以利用它在树电(tree power)上的发现。MIT高级研究人员Christopher Love担任Voltree公司的研发副总裁。Mershin、Love以及MIT生物医疗工程中心总监Shuguang Zhang一道,已经能够把最初的毫伏级电势提升至超过1伏,足以为电池充电,为射频设备供电,并把各个传感器的输出广播至一个网状网络。

 

44615_081009195937

 

 

“通过利用专门选择的金属作为电极而地下的盒子由一颗钉子在树的根部穿透树木,Voltree已经完善了它的技术,”Mershin表示。在周围土壤中的第二个电极为无线电传感器节点的电子系统提供接地。天线导线沿着树木盘缠而上,把树上安装的传感器与地下的电子系统连接起来。美国林务局预计2009年春对目前正准备之中的树木供电的无线传感器网络进行现场测试。树木供电研究项目由MagCap Engineering以及MIT研究生研究机会计划提供。

英国诞生有生物脑的机器人

【2008.8】

据国外媒体报道,英国科学家日前揭开全球首个有生物脑的机器人神秘面纱,这个机器人名为“米特 咯噔”(Meet Gordon),也许是世界上第一个专由活大脑组织控制的机器人。

“ 戈登”的原始大脑灰质由30万个经培育的老鼠神经细胞缝合而成,由英国雷丁大学科学家设计,他们于8月13日揭开这个由神经细胞驱动的机器的神秘面纱。该 小组成员在接受法新社采访时表示,他们开创性试验将探索自然灵性和人工智能之间正在消失的界限,同时揭示记忆和认知最基本的构造单元。

雷 丁大学教授、“戈登”机器人主要设计者之一的凯文·瓦维克(Kevin Warwick)说:“我们的目的是搞清楚记忆如何存储于生物大脑之中。”据他介绍,观察神经细胞在发出电脉冲时如何粘合成一个网络,还有助于科学家找到 攻击大脑的神经变性疾病的治疗方法,比如阿尔茨海默氏病和帕金森氏综合症。

瓦维克说:“如果我们可以对人类大脑模型中发 生情况的基本原理有所了解,这可能会在医学上具有巨大的益处。”“戈登”外表看上去有点像好莱坞卖座动画大片《机器人总动员》中的主人公,其大脑由5万至 10万个活跃的神经细胞构成。研究人员从老鼠胚胎中取出专用神经细胞并用酶清洗分离后,将其放到富含营养物的培养基中,培养基被置于长宽均为8厘米、由 60个电极组成的列阵上。

这种“多电极列阵”(MEA)起到连接活组织和机器之间的作用,大脑发出电脉冲,驱动机器人的车轮运转,接收对这一环境做出反应的感应器发出的脉冲。因为大脑是活组织,它必须放在一个特制的温控装置内——它经由无线电连接同其“身体”沟通。

这 种机器人不需要人或者电脑进行额外控制。从一开始,神经元便紧张地忙碌着。瓦维克说:“大约24小时内,它们彼此伸出触毛,建立链接。一周之内,我们便可 以看到一些自发放电以及类似大脑的活动,与普通老鼠或人类的大脑活动类似”。虽然没有额外的刺激,但这个大脑几个月内不会出现萎缩或者死亡。瓦维克解释 说:“现在,我们正寻找最理想的方式教会它以确定的方式活动。”

从一定程度上说,戈登是自学成才的机器人。举个例子来说,撞墙的时候,它能够在传感器帮助下获得电刺激。随着遭遇类似情况,它逐渐养成学习的习惯。为了帮助戈登完成这一过程,研究人员利用不同的化学物质增强或抑制在特殊活动中活跃的神经通路。

戈登实际上拥有多重性格,因为科学家可以为它植入几个多电极阵列大脑。瓦维克说:“非常有趣的是,大脑之间也存在差异。这一个比较活跃,另一个则并不会做我们希望的事情。”

出 于伦理和道德上的考虑,雷丁大学的研究人员或者世界其它实验室不可能短期内在同样的实验中使用人类神经元。幸运的是,老鼠大脑并不是一个难当大任的“替身 ”。啮齿类动物和人类虽然在智力方面存在很大差异,但据沃里克推测,这种差异是由数量导致的,而不是质量。老鼠大脑由大约100万个神经元组成,这种特殊 细胞通过被称之为“神经传送体”的化学物质在大脑各部分之间传递信息。相比之下,人类大脑则拥有1000亿个神经元。

研究人员力图打开潘多拉的盒子,模拟大脑和地球的设计面临重重挑战

【2008.6】

根据Blue Brain Project(蓝脑计划)咨询理事会主席Robert Bishop的介绍,对人脑以及地球的气候进行仿真是科学上两个最重要的挑战。

瑞士Ecole Polytechnique的Fdrale de Lausanne以及IBM公司正在就大脑的仿真进行合作,这是一个起始于两年前的项目。NEC的Earth Simulator是后一个项目的主要构成部分。

“ 蓝脑计划为期10年,目前尚处于1.5阶段,仍然有很长的路要走,”Bishop这个位于日内瓦的咨询公司的主席在一次研讨会上进行的采访中告诉EE Times电子工程专辑,“它需要6至7个步骤,从哺乳动物链条上的耗子、老鼠、猫向灵长类动物以及最终人类的方向深入研究,每一个步骤要解决的问题会越 来越复杂。”

“如果我们能够精确地掌握人脑的结构和功能,那就相当可能最终在我们的半导体设计中模仿人脑,”Bishop补充说,“如果我们能够掌握地球的所有细节的构造和功能,我们就最终能够预测在自然灾害发生以前对它进行预测。”

Bishop预测,从现在开始10年内,设计工程师在针对特殊应用的集成电路(ASIC)设计中将分别考虑我们积累的关于人脑和地球的知识。这样的ASIC将被结合进更加广泛的系统,涉及标量、向量、现场可编程门阵列以及图形处理单元,以解决手头上的全盘工作,他说道。

要仿真的人脑神经细胞有1000亿并且神经突触超过了100万亿。“我们尚未对所有这些神经构建完美的数学模型,”Bishop表示,“尽管在一个小型且重要的构建模块——皮层柱上进行了很好的研究。”

对地球的仿真也是同样令人畏惧的任务。“无数的物质和材料混合在复杂的结构以及过程之中,构造层的运动、动态磁场、地球自转和公转、空间的天气以及本地的天气,这一切均会同时改变着地球的运行状态,”他说道。

Bishop表示,研究工作位于科学、仿真和超级计算这个三角形之内。IBM公司安装在加州Lawrence Livermore实验室的BlueGene/L提供478Teraflops的峰值速度。Bishop预计,在2008年底,超级计算机将超越Petaflop的标杆,并且将来的超级计算机将在未来十年突破Exaflop的瓶颈。

大脑和地球的仿真将利用日益增长的计算能力以及软件的进步,Bishop表示,最终产生可以被精确地建模和仿真的新的见识。

与此同时,各国政府和其它机构需要加快先进仿真技术的应用,这位未来学家表示,“大脑仿真器和地球仿真器最终将创建可商用的知识产权,但是,我们在短期内无法指望商业价值的产生。”

HP新发现改写教科书,传说中的“忆阻器”得到证实

【2008.5】

惠普实验室(HP Labs)的资深院士R. Stanley Williams不久前成功地证实了有关”忆阻器(memristor)”的学说──所谓的忆阻器是指电子电路中除了电阻、电容与电感之外的第四种被动元素,早在1971年就由美国加州柏克莱大学教授Leon Chua所提出,不过当时仅是初步发现,直到日前才由HP正式发表。而此一成果也意味着相关教科书必须重新改写。

 

忆阻器概念的创始人Chua表示:“我的处境跟1869年发明化学元素周期表的俄罗斯化学家Dmitri Mendeleev很类似;Mendeleev当时假设该周期表上有许多失落的元素,而现在所有的化学元素都已经被发现了。同样的,来自HP Labs的Stanley Williams发现失落的电路元素──忆阻器。”

 

Chua当时是以数学推论电子电路在电阻、电容与电感之外还有第四种元素;他将之命名为忆阻器的缘故,是因为该元素会透过电阻的改变“记忆”电流的变化。而现在HP则宣称发现了首个忆阻器的实例──它是由一片双层的二氧化钛(bi-level titanium dioxide)薄膜所形成,当电流通过时,其电阻值就会改变。

 

“此一新发现的电路元素可解决今日电路学上的许多问题,因为当其尺寸缩小,其性能也会提升。”Chua表示:“忆阻器可实现非常小的纳米组件,且不会产生现今将晶体管尺寸缩小的过热问题。”

 

HP已在其超高密度纵横式交换器(crossbar switches)中测试过以上元素,该交换器使用纳米线(nanowires)达到在单芯片中储存100Gbits容量资料的记录;而目前最高密度的闪存芯片则可储存16Gbits的资料。

 

“我们花了多年时间寻找应用在超高密度纳米线纵横式交换器中的最佳材料,以实现在一平方公分的面积内容纳1,000亿个纵横闩(crossbars)的目标。后来我们发现,最理想的材料就是忆阻器。”Williams表示。

 

Williams除了是忆阻器以二氧化钛为基础的材料的主要发明人之外,亦是HP成立了12年的信息与量子系统实验室(Information and Quantum Systems Lab)的创始主管;他所率领的研究团队并将该材料的配方最佳化。

 

Chua则表示,在过去的37年来,忆阻器所遇到的障碍是电子电路学说中一个普遍的错误想法──即被动电路中,有关电压与电荷之间的基础关系。研究人员认为,电压与电荷间的基础关系,应是在电压的变化值,或称电通量(flux),与电荷之间;而这也是让HP能研发出电阻器的关键原因。

 

“电子理论学者在这些年来都使用了错误的变量比对──即电压与电荷;事实上,电子理论所遗漏的一个部份,是有关电通量与电荷之间的变量比对。“Chua表示,以上的错误观念与亚里斯多德运动定律(Aristotle’s Law of Motion)的谬误十分类似,该定律认为力与速度(velocity velocity)应该是成正比的,但两千年之后牛顿(Newton)指出其错误,表示亚里斯多德用了不正确的变量,力应该是与加速度(acceleration)成正比;加速度是速度的变化值。

 

Chua指出,以上的例子与今日电子电路学中的错误观念如出一辙,但所有的教科书给的信息都使用了错误的变量,即电压与电荷;事实上,电压与电荷间的基础关系,应该是在电通量与电荷之间才正确。

 

HP曾在多年前邀请Chua前往发表其学说,不过当时并未透露他们正在积极寻找忆阻器;直到最近,Williams才告诉Chua,他已经使用了正确的变量,也就是电通量与电荷,发明了世界上第一个可以运作的忆阻器。

 

忆阻器的运作模式类似一个带着内存的非线性电阻(non-linear resistor),可做为一种尺寸小巧且高能源效率的存储元件。不过Chua与Williams表示,忆阻器是一种新型态的电路元素,可制造出的新组件会是大家无法预料的。

 

Williams与其研究团队所发明的首个忆阻器,是以两层三明治型态的二氧化钛薄膜为基础;做为一种记忆元素,其运作方式是透过耦合该种材料中的原子运动与电子运动,来改变薄膜的原子结构。

 

HP所使用的底层材料,是由钛原子与氧原子组成的对称晶格(lattice),可做为良好的绝缘体;但顶层则掺杂了氧空缺(oxygen vacancies),使其能成为导体(空缺越多导电性越好)。HP在二氧化钛中制造这种氧空缺的秘诀,是使用溅镀沉积法(sputter deposition)产生大量的氧,然后再削减氧气流量产生空缺层。

 

透过在三明治层的上方与下方放置纳米线纵横闩,电荷就会穿越该材料。Williams指出:“我发现忆阻器材料的方法,就是透过研究二氧化钛传感器的运作模式;这让我想到,可以透过移动该材料内的氧空缺来制造忆阻器。”

 

Williams表示,对该组件通电之后,就能推动材料层中的氧空缺到没有氧空缺的地方,因而改变其电阻系数值达1000以上,将忆阻器“开启”;而若将电流逆转,让氧空缺回到原地,就可“关闭”忆阻器。

 

就像Chua所预言的,Williams已经在计划利用HP的纵横闩结构,研发超越一般内存的全新型态组件。“如果我们用快速猛烈的方式来对忆阻器通电,它的运作方式会像是数字组件;但是如果我们用缓慢温和的方式来对其通电,它就会像是模拟组件。”他表示,该团队已经利用其纵横闩结构,设计了一种同时具备数字与模拟功能区块的新型态电路。

 

Williams透露,在模拟功能的那部份,他们希望能创造一种以忆阻器为基础的模拟计算组件,其运作方式类似人脑神经元突触,执行功能控制时会以比较对照的方式来进行,例如判断某样东西的尺寸比另一样东西大或是小。

 

该研发团队尚未建立一个神经元网络,不过相信在其纵横闩的模拟功能部份应用忆阻器,将可对神经元网络有很大助益。

 

HP计划在2008年稍晚公布其忆阻器材料的运作细节,以及该研发团队已经最佳化的、在不同型态电路中的纳米级纵横式交换器架构。“忆阻器不只可做为现有内存组件的替代品,也可望应用在人们从未想象过的各种新型态组件中。”Williams表示。

无线传感网络专用IC有多节能?5号电池可支持工作5年

【2007.10】

硅谷的风险公司GainSpan开发出了面向传感器网络用途的节能无线LAN用IC,目前已开始向部分厂商供应样品。这款无线LAN用IC的特点是能够大幅降低待机时的耗电。在消耗电流最小的待机模式下,1.8V工作时为2μA,3.6V工作时为5μA,耗电量仅为数μW,相当于以往产品的1/10~1/100。10mm见方芯片集成了RF收发电路、MAC及基带处理电路,还将微控制器也集成到了该芯片中。
GainSpan是原任职于英特尔的技术人员为开发传感器网络用半导体,于2006年9月创办的风险公司。最初从事ZigBee/IEEE802.15.4规格收发IC的开发,之后转向了无线LAN规格IC的开发。其原因在于“ZigBee和IEEE802.15.4的基础设施尚未得到普及。也就是说,即使制造相应的芯片,能够应用的市场也非常有限。另一方面,无线LAN的基础设施随处可见。尤其是美国,各种场所都有能够利用无线LAN的区域(热点)。因此我们认为,制造能够使用无线LAN基础设施的传感器网络用芯片肯定会有很大的市场”。

但是此前的无线LAN用芯片在待机时的消耗电量也高达数百μW,无法直接应用于传感器网络。为了在传感器网络中利用,消耗电量需要达到使用5号干电池可连续工作两年的程度。

为此,GainSpan开发出了待机时的消耗电流与ZigBee芯片相当,仅为几μA的收发IC。“使用我们的芯片时,在1分钟只收发1次数据的情况下,使用5号干电池可工作5年以上”(Parmar)。耗电量的降低归功于彻底的电路架构改进和门控时钟。虽然该公司还未公布详细情况,但估计电路采用了待机时停止向乎所有部分提供时钟的结构。芯片内部的CPU内核采用两个ARM7,在嵌入主机侧产品时能够减轻主机侧的负荷。

新芯片的名称为“GS1010”。GainSpan计划把该芯片应用于工厂内管理、大厦内设备管理、家庭安全等用途。“只要有无线LAN接入点,任何场所都能成为传感器网络区域”(Parmar)。应用于嵌入产品所需的软件开发工具包也已开始提供。该公司计划首先使该芯片符合利用2.4GHz频带的IEEE802.11b/g规格,今后再推出符合高速版IEEE802.11n规格的版本。未来还希望嵌入手机等产品。 

诺贝尔物理学奖授予“巨磁电阻效应”发现者

【转自以往的博客 2007.10】

瑞典皇家科学院近日宣布,法国科学家阿尔贝-费尔和德国科学家彼得-格林贝格尔,由于先后独立发现了”巨磁电阻”效应而共同获得2007年诺贝尔物理学奖

获得今年诺贝尔物理学奖的两名科学家在基础研究中发现,像三明治一样被”压”在一起的几种薄膜材料在磁场环境中出现”巨磁电阻”(GMR)效应。这一发现揭开了硬盘革命的序幕。

IBM公司将这项基础研究成果用于硬盘开发中,于1997年生产出第一个应用”巨磁电阻”技术的硬盘。随着这项技术的产业化,硬盘的块头越来越小,信息存储量越来越大,价格快速下跌。

“巨磁电阻”技术通过改进硬盘的读取磁头,催生了这场硬盘技术革命。磁头的读取灵敏度越高,硬盘的单碟容量也越大。单碟容量上去了,硬盘总容量自然会有提高。正是由于采用”巨磁电阻”技术,电脑硬盘的存储能力与日俱增。如今,内置上百G容量的硬盘已成为电脑的标准配置。

看看你的计算机硬盘存储能力有多大,就知道他们的贡献有多大。由于“巨磁电阻”效应,易使器件小型化,廉价化,除读出磁头外同样可应用于测量位移、角度等传感器中。此外,利用”巨磁电阻”效应制成的随机存储器,具有可在无电源的情况下继续保留信息的优点,已成为手机、数码相机、MP3等电器必备的存储元件。

 

GMR效应也是量子计算机研究的重要推进。

Contact Magic Zestination | 联系豆包